"КМД Промметкон"

СТАЛЬНЫЕ КОЛОННЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

 







       


       Для поддержания междуэтажных перекрытий и покрытий зданий, рабочих площадок и эстакад применяются центрально-сжатые колонны. Конструкция колонны представляет из себя собственно стержень и опорные устройства – оголовок и базу. На оголовок опираются вышележащие конструкции здания непосредственно нагружающие колонну, стержень колонны передает нагрузку от оголовка к базе и является основным конструктивным элементом, а база передает всю полученную нагрузку от стержня на фундамент.

       Типы колонн

       Существует три типа колонн применяющихся в каркасах зданий

   — колонны постоянного сечения;

   — колонны переменного сечения (ступенчатые);

   — колонны раздельного типа.
       Колонны постоянного сечения используются в бескрановых зданиях и в зданиях с возможностью применения подвесных и мостовых электрических грузоподъемных механизмов грузоподъемностью до 20т,  как правило с полезной высотой от уровня пола до низа стропильных ферм не более 12м.
       При использовании кранов грузоподъемностью более 15 т применяются ступенчатые колонны состоящие из двух частей, верхняя часть обычно представляет из себя сварную или прокатную двутавровую балку, нижняя часть состоит из шатровой и подкрановой ветви которые соединяются между собой либо связями в виде сплошного листа, либо сквозной решеткой из горячекатаных уголков.
       Колонны раздельного типа применяются в зданиях с кранами грузоподъемностью более 150 т и высотой 15-20м. Шатровая и подкрановая стойка в такой конструкции соединяются между собой рядом гибких в вертикальной плоскости горизонтальных планок за счет чего идет разделение восприятия нагрузок, подкрановая стойка воспринимает только вертикальное усилие от мостового крана, а шатровая ветвь собирает все нагрузки от каркаса и покрытия здания.

       Сечения колонн

       Стержни колонн выполняют из одиночных широкополочных двутавров или составляют из нескольких прокатных профилей, составные стержни подразделяются на сквозные и сплошные. Сквозные в свою очередь делятся на безраскосные, решетчатые и перфорированные.

       Сплошные колонны наиболее часто представляют собой сварной или прокатный широкополочный двутавр, где преимущество имеет сварной вариант за счет возможности подобрать оптимальное сечение  для обеспечения необходимой жесткости в колонне с одновременной экономией материала. Довольно просты в изготовлении колонны крестового сечения, которые равноустойчивы в двух направлениях. При одинаковых габаритах крестовое сечение выигрывает у двутаврового за счет большей жесткости. Так же к сплошным относятся колонны замкнутого сечения, которые могут составляться из спаренных прокатных швеллеров, гнутых электросварных профилей или круглых труб, существенный недостаток такого варианта недоступность внутренней поверхности для обслуживания, что может привести к быстрому коррозиционному износу.
       Сквозные колонны – характерная конструктивная схема представляет собой две ветви (из швеллеров, двутавров или труб) связанные между собой решетками обеспечивающими совместную работу ветвей стержня колонны. Системы решеток применяются из раскосов, из раскосов и распорок, безраскосного типа в виде планок. Решетку колонны обычно размещают в двух плоскостях и выполняют из одиночных уголков, отдавая предпочтение безфасонному соеденению, с креплением непосредственно на полках ветвей стержня. Для предотвращения закручивания таких колонн и сохранения их контура по торцам устанавливаются диафрагмы.

       Детали и узлы колонн

       Оголовки колонн. Существует два проектных решения опирания стропильных ферм и ригелей на колонны, при шарнирном свободном присоединении — балки обычно устанавливают сверху, при шарнирном и жестком крепятся сбоку.
       При верхнем присоединении оголовок колонны представляет собой опорную плиту и ребра жесткости, которые передают нагрузку на тело колонны. Ребра оголовка привариваются к плите и ветвям колонны при сквозном стержне или к стенкам колонны при сплошном стержне. Высоту и толщину ребер назначают из условия требуемой длины сварных швов которые должны выдерживать полное давление на оголовок и от сопротивления смятию под воздействием опорного давления. Для компенсации перекоса присоединительных фланцев, придания дополнительной устойчивости и жесткости вертикальным ребрам, их при необходимости  обрамляют поперечными ребрами. Опорная плита представляет собой обычно строганную пластину толщиной 20…30мм, для легких колонн 12…30мм, размер контура плиты в плане назначают больше контура колонны на 15…20мм.
       При боковом присоединении, опорная реакция передается через опорное ребро примыкающей балки на столик, приваренный к полам колонны. Торец опорного ребра балки и столик фрезеруются, толщина столика принимается на 20…40мм больше толщины опорного ребра.

       База колонн являются опорной частью колонны и служат для передачи усилия с колонны на фундамент. Конструктивное решение базы зависит от типа и высоты сечения стержня, способа сопряжения с фундаментом и метода монтажа колонн. Подразделяются на общие и раздельные базы, которые могут быть без траверс, с общими или раздельными траверсами одностеночными или двухстеночными. Основные размеры опорной плиты назначают в зависимости от типа баз и расчета на изгиб. Отверстия под анкерные болты закладывают на 20…30мм больше их диаметра, натяжение производят через шайбы, которые затем приваривают к плите. Для обеспечения жесткости базы и уменьшения толщины опоры устанавливают траверсы, ребра и диафрагмы, но за счет этого база с траверсами получается более габаритная по сравнению с без траверсной. Базы сквозных колонн как правило проектируют раздельного типа, каждая ветвь имеет свою нагруженную базу. Однако если высота сечения колонны менее 1м допускается применение общей базы, как у сплошных колонн рассмотренных выше.

       Консоли служат для опирания подкрановых балок на колонны постоянного сечения, преимущественно применяются одностенчатые, при необходимости передачи больших усилий используют – двухстенчатые.

       Стыки колонн бывают заводские и монтажные. Заводские как правило выполняют сварными встык с полным проваром и устраивают в случае ограниченной длины проката. Сварное соединение должно удовлетворять условию равнопрочности с основным сеченим балки колонны. Монтажные стыки применяются из-за необходимости деления колонны на отправочные элементы удобные для транспортировки. Выполняют на высокопрочных болтах при помощи фланцевого соединения или проваривают встык на накладках. Для выверки и фиксации стыкуемых частей устанавливают монтажные уголки.

→Справочные материалы и публикации. Металлоконструкции в промышленном и гражданском строительстве.... 
→КМД — нормативы, документация...