Колонна

Железобетонные колонны: свойства, характеристики, виды

Колонны из железобетона выполняют опорные функции во время разнообразных строительных работ. При помощи колонн сооружаются перекрытия, укрепляются балки, прогоны, арочные конструкции, оконные и дверные проемы. Железобетонные колонны применяются при сооружении лотков, фундаментов, во время строительства промышленных или жилых зданий.

ЖБИ колонны изготавливаются на основе тяжелых бетонов марок 200 или 300, для армировки применяются специальные металлические стержни (рифленые или гладкие). Готовые колонны помогают правильно распределить нагрузки, усилить общую конструкцию, обеспечить ее стабильность и целостность. Свойства колонн и их характеристики могут различаться, что зависит от назначения изделий и условий их дальнейшей эксплуатации.

Виды железобетонных колонн

Сегодня выпускаемые железобетонные колонны разделяются по различным признакам. Например, по типу использования это могут быть колонны без консолей и с консолями, разделяемые на двухветвевые и прямоугольные.

По сечению различаются:

• квадратные ЖБ колонны;
• с прямоугольным сечением;
• круглые колонны.

По особенностям изготовления все колонны разделяются на такие виды:

• сборная технология (могут изготавливаться исключительно в заводских специализированных условиях);
• монолитная технология (допускается изготовление непосредственно на строительном участке с использованием опалубочной заливки).

По положению ЖБ колонны при монтаже различаются:

• располагаемые на фасаде здания;
• располагаемые в крайних рядах (угловые и прочие);
• колонны для среднего ряда.

ЖБ колонны по типу использования разделяются на такие многочисленные группы:

По месту установки все ЖБ колонны можно разделить на четыре большие группы:

Основные свойства и характеристики

ЖБИ колонны — это изделия обладающие следующим набором свойств:

• Высокая устойчивость к агрессивным воздействиям окружающей среды;
• Полное соответствие заявленным несущим способностям;
• Устойчивость к разнообразным воздействиям сейсмического характера;
• Непроницаемость для влаги;
• Устойчивость к минусовым температурам.

Инструкция по выбору той или иной конструкции предусматривает ориентир на соответствие следующим параметрам:

1. Данные полученные в результате генеалогических исследований;
2. Погодные условия и климатический пояс, в которых будет эксплуатироваться опора;
3. Высота строящегося здания или его этажность;
4. Функциональное предназначение здания, в сооружении которого участвуют колонны.

Основной и самой важной технической характеристикой ЖБИ опор является именно несущая способность. Чем выше показатели данного параметра, тем ниже колонна располагается в здании

Изделия с наивысшей несущей способностью могут использоваться в сооружение нижних этажей или подвальных помещений.

Ассортимент форм

Для многоэтажных зданий обычно используются колонны, конструкция которых наделена несколькими консольными выступами, предусмотренными на высоте в 2,5 и 3 метра. Отметки такого типа являются обозначением конца этажа, потому что именно на них фиксируются балки перекрытия для обустройства следующего уровня. Таким образом и формируется каркас высотных строений.

Колонны, которые используются для возведения зданий в один этаж, являются более высокими и не предусматривают наличие выступов. Такие опоры могут использоваться для строительства промышленных или сельскохозяйственных помещений.

Последовательность монтажа колоны из металлопроката

Установку металлических колонн выполняют в  следующей последовательности:

• К железобетонному фундаменту через опорную плиту анкерными болтами крепят башмак колонны.
• Используя сварку, башмак обвязывают стальными траверсами.
• Устанавливают стержень колонны.
• К оголовку присоединяют подкрановые ветви, и места соединений обваривают стальными уголками и швеллерами.
• После окончательного выравнивания по лазерному отвесу оси колонны (в обеих плоскостях) соединяют изделие с каркасом здания при помощи диафрагм жёсткости.

Напишите свой отзыв

Отметьте, чтобы подтвердить что Вы человек, а не робот.

Отправить     Очистить

Отправить свой отзыв

Средний рейтинг:   2 отзывов

Feb 4, 2017 отРыков Роман

Колонны

Хорошая работа.Установили всё за довольно быстрое время, завтра ещё нужно будет кое-какие детали доделать, но это по моей личной просьбе, чтобы наверняка, установить ещё пару крепежей, так потребовало начальство. Будем сотрудничать дальше

Aug 22, 2016 отСаша

Колонны

Свойства и характеристики

Любая железобетонная колонна должна соответствовать определенным параметрам и нормативным показателям. Для конкретного строительства выбирают изделия по таким критериям: количество этажей будущего строения, назначение здания, погодная обстановка и климатические особенности региона, конкретные расчеты предполагаемых нагрузок и т.д.

Основные свойства и характеристики колонн:

• Высокий показатель сопротивляемости к воздействию внешнего влияния
• Соответствие указанным в документации несущим характеристикам
• Способность сохранять первоначальные свойства во влажной среде
• Стабильность к сейсмическому негативному воздействию
• Стойкость к минусовым температурам
• Длительный срок эксплуатации
• Жесткость и прочность – способность выдерживать ударные, деформационные, механические нагрузки

Основное свойство любой железобетонной колонны – несущая характеристика изделия. Чем выше параметр, тем ниже располагаются опоры в здании. Сборные ЖБ колонны с самым высоким показателем несущей способности располагаются в одноэтажных промышленных объектах, на нижних этажах многоэтажных сооружений, в подвальных помещениях.

Если строится здание с количеством этажей больше одного, используют колонны с консольными выпуклостями, которые находятся на уровне 3 метров. Это отметка окончания этажа, по которой монтируют перекрытия для возведения каждого следующего уровня.

Колонны на Руси

В архитектуре восточных народов колонна близка к средневековой, но в общем более тонка и имеет иной формы капители.

В русском средневековом зодчестве колонн в полном смысле этого слова не было. Были столбы, иногда с закругленными углами — в зодчестве Пскова.

Итальянцы, строившие в Москве, дали образцы колонн в своих постройках Успенского собора и Грановитой палаты. В деревянных постройках применялись столбы круглого сечения, но с «перехватами», расчленявшими столб на отдельные части. Эти приемы обработки применялись затем и в каменном зодчестве для обработки круглых или граневых столбов, заменявших их.

В редких случаях встречаются круглые колонны., напоминающие романские типы, а в конце 17 в. появляются искажённые, сильно упрощенные типы античного образца. В архитектуре периода ренессанса Италия «возрождает» тип римских, но первое время не соблюдая классических пропорций.

В раннем ренессансе нередко можно встретить колонны с орнаментированными и сильно расчлененными стволами еще почти средневекового характера. В последующем развитии колонна ренессанса становится все ближе к римским, и наконец теоретики архитектуры Дш. да Виньона, Палладио и др. вырабатывают свои ордера на базе пропорций римских построек. Но в применении колонн зодчие ренессанса допускали приемы, не применявшиеся римскими: удвоение, постановку рядом одного ордера, но разных масштабов, опору архивольтов непосредственно на капитель.

Все эти приемы являются пережитками средневековья, которые сочетались вместе с античными ордерами, внося в них больше разнообразия. Архитектура барокко со своим стремлением к живописной игре светотеней пытается усложнить очертание, изгибая ее ствол спиралью, нарушая тем выражение ее конструктивности, или нанизывая на ствол кольца или квадры в виде рустов. Последний прием был особенно распространен во Франции, где Филибер-де-л Орм изобрел новый ордер с подобными «окольцованными» колоннами.

Особенности процесса

Металлические колонны устанавливаются при помощи спецтехники.

По крайним углам дома (в местах наименьшей нагрузки) колонны можно выполнить из стальных квадратных труб с общим сечением в пределах 150 мм, которые соединяются с основанием и потолочной поверхностью с помощью анкеров.

Единственным недостатком использования такого типа колонн является их достаточно сложная установка (с помощью крана). Это не всегда целесообразно при самостоятельной установке и бетонировании колонн.

В роли колонн могут также выступать небольшие по площади кирпичные стены. На верандах и крыльце можно использовать колонны из оцилиндрованного бревна или деревянного бруса. На бетонном основании их фиксируют путем установки в заранее закрепленные с помощью анкеров стальные стаканы с последующим бетонированием.

Укладка бетонна в колонны: а- до 5 м; высотой более 5 м; в- с густой арматурой; г- схема опалубки со съемным щитом; 1 – опалубка; 2- хомут; 3- бадья; 4- вибратор с гибким валом; 5 – приемная воронка; 6- звеньевой хобот; 7- навесной вибратор; 8, 9- карманы; 10- съемный щит.

В большинстве случаев здесь выполняются колонны определенного (расчетного) сечения с металлическим армированным каркасом, которые отливаются из бетона с использованием инвентарной опалубки.

Заливка бетонных колонн – ответственное мероприятие, требующее определенных знаний и умений исполнителя работ. В идеале заливку колон бетоном необходимо производить в один прием во избежание появления промежуточных холодных швов.

При этом важно проследить, чтобы холодный шов колонны имел строго горизонтальное положение. В противном случае колонна будет подвержена разрушению

Список инструментов

Для проведения эффективной заливки колонн бетоном понадобится следующий набор инструментов и строительного оборудования:

Бетононасос необходим при возведении колонн.

• уголок с прямым углом;
• деревянные распорки с кольями;
• уровень (можно использовать водяной);
• шурупы (по возможности с использованием шуроповерта) и гвозди;
• молоток (кувалда);
• металлическая проволока;
• армированные стержни (или сетка);
• доски с максимальной шириной (для создания щитов опалубки);
• наружный или внутренний вибраторы (или бетононасос), который по необходимости можно заменить металлическим прутом;
• рулетка;
• бетономешалка (или какое-либо оборудование для выполнения замеса бетонного раствора);
• анкерные болты;
• различные виды хомутов;
• металлический прут.

Разновидности колонн из ЖБ

Основная задача колонны — выдерживать высокие вертикальные нагрузки, поэтому в основном эти элементы изготавливают из тяжелых прочных сортов бетона и усиленной арматуры. Длина колонны может варьироваться в зависимости от этажности и предназначения здания. Как правило, для конструкций, в которых больше одного этажа, высота колонны соответствует высоте двух этажей включая толщину перекрытия.

В зависимости от особенностей использования, ЖБ колонны маркируются следующим образом:

●К, колонна для построек без мостовой опоры;

●КС, используются для устройства конструкций с провисающим поясом;

●ККП, для построек, оборудованных мостовыми опорными электрокранами;

●КФ, фахверковые колонны;

●КД, под каркасы построек с опорными и подвесными электрокранами;

●КДП, для промпостроек с мостовыми опорными электрокранами;

●КР, для зданий с ручными опорными кранами.

Кроме этого, по конфигурации колонны могут быть стыковыми и безстыковыми. Последние применяют при постройке сооружений в один, максимум в два этажа. В многоэтажных ЖБ-конструкциях используются колонны для верхних, средних и первых этажей. Существует деление колонн по наличию и количеству консолей. Консольные колонны устанавливают в комплекте с лотками длиной 6 и 8 м.

Армирование

Армирование представляет собой комплекс работ, которые направлены на повышение надежности и увеличение значения прочности бетонных конструкций в жилом/промышленном строительстве. Армированный железобетон используют в создании разнообразных изделий и элементов, в заливке фундаментов и монолитных зданий, перекрытий и колонн.

Основные материалы для армирования бетона:

• Проволочные сетки и стальные прутья.
• Полимерные сетки.
• Стекловолоконные сетки.

Арматуру для более надежного соединения с бетоном делают с рельефной поверхностью, что существенно повышает адгезию. Поверхность обычно делают с кольцевым, серповидным, четырехсторонним, смешанным покрытием. Чтобы добиться определенных показателей, выбирают арматурные прутья нужного сечения и объема. Расход считают в килограммах на кубический метр раствора – для каждой цели показатель свой.

Так, к примеру, для фундамента в среднем используют 150-200 килограммов арматуры на кубометр бетона, несущие перекрытия укрепляют 200 килограммами стальных прутьев.

Еще несколько лет тому бетон армировали исключительно рельефными стальными стержнями и сетками. Сегодня же для упрочнения используют стеклопластик, фибру в качестве добавки и т.д. Но, несмотря на разнообразие решений, сочетание бетона и стальных прутьев по-прежнему актуально.

Преимущества армированного бетона:

• Возможность сделать надежными конструкции даже наиболее необычных форм и конфигураций.
• Стойкость к воздействию температур.
• Существенное увеличение срока эксплуатации.
• Значительное увеличение прочности и допустимых механических нагрузок.
• Защита от распространения трещин по конструкции.

Из недостатков стоит упомянуть такие, как увеличение веса изделия (вместе с повышением показателей), сложность установки арматуры в уже существующей конструкции, риск корродирования металла, разрушения бетона (при несоблюдении технологии, использовании некачественной арматуры, неверного применения определенных изделий).

Виды армирования бетона в соответствии с конструкцией:

1. Монолитное – выполняется в момент производства ЖБИ разного типа на заводах либо при заливке в опалубку бетона на смонтированный каркас. На заводах в плитах, балках и т.д. бетон заливают в формы со смонтированными внутри стальными прутьями (обычно укладываются сеткой или в длину, в несколько слоев и т.д.).
2. Дисперсное – армирование осуществляется за счет введения в состав жидкой смеси добавки мелкодисперсного типа (фибра), которая может быть сделана из базальта, стали, стекловолокна, полипропилена.
3. С использованием сетки – армирующая сетка (чаще всего используют стальные, но есть и полимерные, композитные) поставляется в готовом виде с ячейками диаметром 15-20 сантиметров в виде листов.

Нормативная документация

Процесс строительства

К ЖБИ изделиям такого типа относятся с большой степенью ответственности и предъявляют строжайшие требования. Элементы данного типа изготавливаются в полном соответствии с стандартизованной документацией. Над ними производят огромное количество различных проверок и испытаний на прочность, надежность, жесткость и способность противостоять растрескиванию.

Все основные требования и стандарты для ЖБИ опор содержатся в следующих документах:

• ГОСТ 25628 от 1990 года регламентирует параметры колонн для возведения одноэтажных строений;
• ГОСТ 18979 от 1990 года регламентирует параметры колонн для возведения многоэтажных строений;

• Серия ИИ 04-1 регламентирует параметры изделий для создания связевого каркаса;
• Серия 1.423.1-3/88 оговаривает параметры колонн, являющихся основой для сооружения одноэтажных помещений промышленного назначения;
• Серия 1.823.1-2 оговаривает характеристики изделий для сооружения конструкций сельскохозяйственного назначения.

Цена на такие изделия относится к разряду достаточно высоких и поэтому важно следить чтобы, потраченные средства были оправданы. По параметрам долговечности и прочности колоны из армированного бетона не имеют аналогов среди всего ассортимента ЖБИ изделий

Именно такие характеристики обуславливают то, что колонны становятся теми изделиями, вокруг которых и строится здание.

Материал изготовления

Рисунок 3. Железобетонные колонны ЖБИ колонны выпускаются из бетона марок M300-M600. Армирование сталью позволяет придать изделию крепость, обеспечивает продолжительное время эксплуатации и устойчивость к внешним факторам.

Армирование колонн совершают сталью, что гарантирует безопасность, способность переносить ударные и другие нагрузки на материал. Основные требования к материалам, использующихся для изготовления ж/б колонн, состоят в следующем:

• высокая скорость затвердевания бетонной смеси;
• пластичность, безопасность и крепость;
• арматура должна обладать высокой сцепкой с бетонной смесью, поддаваться сварочным работам;
• арматура должна быть невосприимчива к коррозии.

Особенности расчета

Многие технические параметры перед работой с колонной подлежат тщательным расчетам в процессе составления проекта. Специалисты советуют для производства применять бетонные смеси с маркировкой от В15 до В25. А вот для продуктов, которые применяют при строительстве малоэтажных помещений, используют бетон марки В30.

Изначально воспользовавшись расчетами, нужно выяснить площадь сечения бетонного продукта. Данный показатель поможет сберечь однородность сжатия. Формула для расчета этого показателя – F/Rb=А:

• сила сжатия F;
• крепость бетона при сжатии Rb.

Когда показатель площади найден, необходимо узнать, беря во внимание параметры, отвечающие за условия функционирования, правильность установки и другие показатели, которые могут увеличить размер сечения. Необходимые расчеты отличаются повышенной сложностью, поэтому достаточно часто возникают непредвиденные ошибки

Поэтому рекомендуется выполнять их не вручную, а при помощи специального оборудования. Хотя, если очень нужно, можно выполнить и без специальной техники.

Однако стоит помнить, что расчет берет во внимание не только крепость опоры, но также и вероятность ее связи с цоколем и плитами перекрытия сооружения. По данной причине желательно повысить расчетное сечение, чтобы выполнить усиление железобетонных балок

Стальные колонны

Стальные колонны одноэтажных зданий имеют постоянное и переменное сечения по высоте. Кроме того, колонны делят на сплошного, сквозного и смешанного типов сечений. В смешанном типе колонн надкрановая часть имеет сплошное сечение (в виде одного профиля), а подкрановая – сквозное (в виде двух профилей, соединенных решеткой).

В зданиях бескрановых и с кранами грузоподъемностью до 200 кН высотой до 8.4 м применяют стальные унифицированные колонны постоянного сечения из сварных двутавров с высотой стенки 400 и 630 мм (рис.1а, б). В бескрановых зданиях высотой Н = 9.6 – 18 м используют колонны двухветвевые (рис.1б).

В зданиях высотой 10.8 – 18.0 м, оборудованных кранами грузоподъемностью до 500 кН используют унифицированные двухветвевые колонны ступенчатого очертания, состоящие из двух частей: подкрановой (решетчатой) и надкрановой (из сварного двутавра) (рис.2).

Для зданий, имеющих высоту более 18 м и оборудованных кранами грузоподъемностью 750 кН и более, стальные колонны проектируют индивидуально.

Двухветвевые колонны по типам сечения ветвей проектируют в трех вариантах:

1. При ширине сечения до 400 мм – наружная и подкрановая ветви из прокатных швеллера и двутавра, соответственно;

2. При ширине сечения 400 – 600 мм – наружная ветвь из гнутого швеллера, подкрановая – из прокатного двутавра;

3. При ширине сечения более 600 мм – наружная ветвь из

гнутого швеллера, подкрановая — из сварного двутавра.

Надкрановая часть колонны проектируется из сварного двутавра с высотой стенки 400 мм в крайних и 710 мм – в средних колоннах.

а

б в

б

г

а – для бескрановых зданий высотой до 8.4 м;

б — для бескрановых зданий высотой 9.6 -18 м;

в – для зданий с опорными мостовыми кранами грузоподъемностью до 200 кН;

г — средняя колонна

постоянного сечения из сварных двутавров для зданий с мостовыми опорными кранами

Рис. 1. Стальные колонны постоянного сечения

Для соединения ветвей сквозных колонн применяют решетки различного очертания: треугольные, раскосные, крестовые и полукрестовые. Решетку устраивают двухплоскостной, из прокатных уголков. Для восприятия действующих в горизонтальной плоскости моментов решетка усиливается диафрагмами, расположенными через четыре раскоса по высоте.

а б

Рис. 2. Стальные двухветвевые колонны:

а – средняя колонна с проходом вдоль подкранового пути;

б — типы колонн для зданий с мостовыми опорными

кранами грузоподъемностью 100 – 500 кН

Решетчатая часть колонны завершается одноплоскостной траверсой, соединяющей ее ветви с надкрановой частью, которая выполняется из сварного двутавра.

Сплошные колонны применяют при центральном сжатии или при малых эксцентриситетах продольной силы. Чаще используют колонны сквозного сечения, требующие меньшего расхода металла, хотя они и более трудоемки в изготовлении.

В зданиях с кранами тяжелого режима работы и при их двухъярусном расположении, а также при пролетах, со стороны которых предусматривают расширение цеха целесообразно применять раздельные колонны, позволяющие усиливать подкрановую ветвь (например, при увеличении грузоподъемности крана), не нарушая конструкции покрытия (рис.3).

Рис. 3. Раздельные колонны:

а – при расширении здания;

б – при низко расположенных тяжелых кранах

studfiles.net

Монтаж колонн

Железобетонные колонны для малоэтажных зданий обычно устанавливают целиком, очень длинные изделия до объекта доставляют по частям с целью дальнейшей сборки. Устанавливают, как правило, в подколонник либо стакан фундамента.

Чаще всего колонны монтируют на стаканном цоколе, предварительно заполняя его бетоном. Ширина прослойки бетона может быть разной и зависит от проекта и длины опоры. До того, как начать монтаж колонн ЖБ, выполняют разметку, отмечая места цоколя, где планируется устанавливать колонны. Если изделия монтируются под балками, то тщательную разметку осей балок выполняют со стороны траверсов. На очень длинные колонны монтируют специальные хомуты.

Устанавливают с реализацией технологии «на весу»: опоры захватываются с использованием рамочных креплений, краном направляются в стакан цоколя по разметке. Потом проверяют вертикальность погружаемой колонны, опускают ее и заполняют полость бетоном, закрепляя железобетонными либо металлическими клиньями.

В процессе застывания бетона в полостях на опоры запрещено как-либо воздействовать (а тем более, опускать последующие элементы конструкции).

В специальные подколонники опоры закрепляют аналогично, только соединение в данном случае заваривается. Пока опора еще находится на весу, заваривается одна из ее граней. Потом со специальными расчалками совершают полную установку. Далее все тщательно проверяется и место соединения колонны с подколонником заваривается, а снаружи все промазывается бетонным раствором.

Квадратные опоры обычно монтируют каждую по отдельности. Но если у опор есть ригеля, их допускается укрупнять и монтировать краном. Нижние колонны в соответствии с их высотой монтируют на стаканный цоколь или в подколонники, как описано выше. Потом проверяют и окончательно закрепляют. Далее монтируют колонны на торцы нижних опор (или их ригели).

Основные методы монтажа:

• По отметкам с тщательной проверкой положения отвесом, соединением с использованием сварки (используются подколонники)
• На торцы опор с закрепленными ранее кондукторами с проверкой по осям разбивки
• Сборка на торцы нижних колонн с временным креплением и обязательной проверкой групповым кондуктором

Свойства и характеристики

Рисунок 2. Колонна из железобетона Каждая из производимых колонн обязана отвечать жестким стандартам и нормативу. Изделия для постройки определенных зданий выбирают, руководствуясь следующими критериями:

• этажность дома;
• назначение здания;
• климат региона, уровень осадков;
• высота грунтовых вод;
• рассчитываемая нагрузка.

Свойства ЖБИ колонн:

• повышенный показатель устойчивости к внешним факторам;
• способность сберегать свойства при воздействии влаги;
• соответствие заявленным в документах характеристикам;
• свойство переносить нагрузки разного рода;
• продолжительный срок эксплуатации;
• морозоустойчивость.

Главное свойство каждого опорного элемента — несущая характеристика. Чем она больше, тем ниже размещаются опоры, то есть для низа здания употребляются элементы, демонстрирующие наивысший показатель, по мере возведения объекта вверх этот параметр может уменьшаться.

Технология производства

Производство материала состоит из нескольких этапов, каждый из которых должен соответствовать ГОСТам и нормативным актам. Процесс по производству конструкций из сборного железобетона состоит из таких этапов:

• Подготовка бетонной смеси.
• Монтаж арматурного «скелета».
• Заливка и формирование конструкции.
• Созревание железобетона (для ускорения процесса используются специальные добавки или принудительное тепловое воздействие при помощи электронагревателей или сжигания ископаемых теплоносителей).
• Выемка блока из формы.
• Комплектация составляющих по маркировке.

Производство сборных железобетонных конструкцию должно руководствоваться СНИП 52—01—2003. Этот нормативный акт регламентирует не только процесс изготовления блоков, он обязывает проводить технические испытания готовой продукции. Также документ излагает основные требования к транспортировке железобетонных монолитов, монтажным работам.

При отпуске продукции от завода-изготовителя потребителю к расходным накладным и акту-приема-передачи прилагается специальная форма — спецификация. В этом документе, помимо стоимостных и количественных показателей, указаны и качественно-технические показатели отпущенных в продажу изделий и их соответствие принятым нормам.

Посмотреть «СНИП 52-01-2003» или