Види колон одноповерхових промислових будівель. Призначення заставних деталей

У каркасах одноповерхових виробничих будівель застосовуються сталеві колони трьох типів: постійного по висоті перерізу, змінного по висоті перерізу – ступінчасті та у вигляді двох стійок, нежорстко пов'язаних між собою, – роздільні.

У колонах постійного за висотою перерізу навантаження від мостових кранів передається на стрижень колони через консолі, куди спираються підкранові балки. Стрижень колони може бути суцільного чи наскрізного перерізу. Велике достоїнство колон постійного перерізу (особливо суцільних) - їх конструктивна простота, що забезпечує невелику трудомісткість виготовлення. Ці колони застосовують при порівняно невеликій вантажопідйомності кранів (Q до 15-20 т) і незначній висоті цеху (Н до 8-10 м).

При кранах великої вантажопідйомності вигідніше переходити на ступінчасті колони, які для одноповерхових виробничих будівель є основним типом колон. Подкранова балка в цьому випадку спирається на уступ нижньої ділянки колони і розташовується по осі підкранової гілки.

У будинках з кранами, розташованими у два яруси, колони можуть мати три ділянки з різними перерізами по висоті (двоступінчасті колони), додаткові консолі і т.д.

При кранах особливого режиму роботи роблять проріз у верхній частині колони (при її ширині не менше 1 м), або влаштовують прохід між краном і внутрішньою гранню верхньої частини колони.

Генеральні розміри колон встановлюються під час компонування поперечної рами.

У окремих колонах підкранова стійка і шатрова гілка пов'язані гнучкими в вертикальної площинигоризонтальні планки. Завдяки цьому підкранова стійка приймає тільки вертикальне зусилля від кранів, а шатрова працює в системі поперечної рами і приймає всі інші навантаження, у тому числі горизонтальну поперечну силу від кранів.

Колони роздільного типу раціональні при низькому розташуванні кранів великої вантажопідйомності та реконструкції цехів (наприклад, при розширенні).

а- Постійного перерізу

б, в– змінного перерізу ступінчасті (з одним уступом)

г- Східчаста роздільного типу

23. Типи перерізів сталевих колон одноповерхових виробничих будівель.

Типи та розміри перерізів позацентрово-стислих колон призначають попередньо. У колонах постійного перерізу висоту перерізу h приймають приблизно 1/15 lпри висоті колон 10-12 м; 1/18 l- при висоті 14-16 м та 1/20 lпри висоті понад 20 м ( l- Відстань від верху фундаменту до нижнього опорного вузла ферми покриття). У колонах змінного перерізу висоту перерізу h 2 надкранової частини приймають у межах 1/8 – 1/12 висоти l (зазвичай h 2 =500 мм і рідше 750-1000 мм), а висоту перерізу h 1 підкранової частини-1/10 – 1/20 lзалежно від висоти l 1 і типу перерізу (суцільного чи наскрізного). Суцільний переріз за умов економії металу та трудомісткості виготовлення призначають при висоті перерізу h до 1 м, наскрізні – при h >1,2 м. Деякі типи поперечних перерізів колон показані на малюнку 7.2.

а – в, ж- суцільні, г – з- наскрізні

Колони в системі каркаса сприймають вертикальні та горизонтальні постійні та тимчасові навантаження. Для масового індустріального будівництва розроблено типові конструкції збірних залізобетонних колон для будівель з опорними мостовими кранами та для безкранових будівель.

Залізобетонні колони для будівель із мостовими кранами мають консолі для спирання підкранових балок. Для безкранових будівель використовують колони без консолей.

За розташуванням у системі будівлі колони ділять на крайні (розташовані біля зовнішніх поздовжніх стін), середні та торцеві (розташовані біля зовнішніх поперечних (торцевих) стін).

Для безкранових будівель заввишки від 3 до 14.4 м розроблено колони постійного перерізу (рис. 7). Розміри перерізу колон залежать від навантаження та довжини колон, їх кроку та розташування (у крайніх або середніх рядах) і можуть бути квадратними (300х300, 400х400 мм) або прямокутними (від 500х400 до 800х400 мм). У фундаменти їх заглиблюють на 750 – 850 мм.

Мал. 7. Типи залізобетонних колондля безкранових будівель

Для будівель з опорними мостовими кранами легкого, середнього та важкого режимів роботи та вантажопідйомністю до 300кН розроблено колони змінного перерізу заввишки від 8.4 до 14.4 м (рис.8), а для будівель з кранами вантажопідйомністю до 500кН – двогілкові 10 м8 висотою. (Рис.9).

Розміри колон змінного перерізу в підкрановій частині складають від 400х600 до 400х900 мм, надкрановій - 400х280 і 400х600 мм. Колони двогілки мають розміри в підкрановій частині 500х1400 і 500х1900, а окремих гілок - 500х200 і 500х300 мм.

Мал. 8. Типи суцільних залізобетонних колон для будівель з

мостовими опорними кранами

Мал. 9. Типи двогалузевих залізобетонних колон для будівель

з мостовими опорними кранами

У будинках з трьома і більше кранами в прольоті для безпеки персоналу, що обслуговує крани та підкранові колії, передбачають наскрізні прохідні галереї вздовж підкранових колій на рівні верху підкранових балок розміром 0.4х2.2 м (рис.10).

Мал. 10. Двогілкові залізобетонні колони

з проходами на рівні кранових шляхів

У залізобетонних колонах є сталеві закладні елементи для кріплення кроквяних конструкцій, підкранових балок, стінових панелей (у крайніх колонах) та вертикальних зв'язків (у зв'язкових колонах). У місцях спирання кроквяних конструкційта підкранових балок через сталеві листипропущено анкерні болти.

У будинках з підкроквяними конструкціями довжину колон приймають на 600 мм менше (див рис. 8,9,10).

Колони фахверків

Крім основних колон у будинках передбачають фахверкові колони, що встановлюються в торцях будівель і між основними колонами крайніх поздовжніх рядів при кроці 12 м і довжині. стінових панелей 6 м. Призначені вони для сприйняття вітрових зусиль та маси стін.

Фахверкові колони шарнірно кріплять до фундаменту зварюванням закладних деталей колони та опорного листа, встановленого поверху фундаменту строго по осях (вузол 2, рис.11). Колони фахверка кріплять до конструкцій покриття за допомогою листового шарніра (вузол 1, рис.11). Таке з'єднання забезпечує передачу вітрових навантажень на каркас будівлі та усуває вертикальні дії покриття на колони фахверка.

Уніфіковані залізобетонні колони для торцевого фахверка двох типів (I та II) застосовуються у випадках, наведених у таблиці 1. В інших випадках застосовують сталеві колони фахверків. Конструкції колон наведено на рис. 11.

Таблиця 1

Колони типу I мають постійний поперечний переріз по висоті (h = 300 мм), що дозволяє розміщувати їх верхню частину в зазорі між торцевою стіною та пристінною балкою покриття та кріпити їх до верхнього пояса балки за допомогою листового шарніра (вузол 1, рис. 11) .

Колони типу II мають змінний переріз по висоті (Н і Н н, рис. 11) . Верхня частинаколони (Н в) має такий самий переріз, як і колони типу I (h=300мм) і кріпиться до верхнього поясу кроквяної балки аналогічно колон типу I (вузол 1, рис.11).

Залізобетонний каркас одноповерховий промислових будівель

Залізобетонний каркас одноповерхових будівель включає систему фундаментів, колон, кроквяних і підкроквяних конструкцій (якщо крок колон більше кроку кроквяних конструкцій), підкранових і обв'язувальних балок, а також зв'язків жорсткості. Поперечну раму каркаса утворюють колони, які жорстко пов'язані з фундаментом і шарнірно зі кроквяними конструкціями (балками або фермами) верхні пояси яких розв'язані системою горизонтальних зв'язків (прогінних покриттях) або суцільним плитним покриттям (рис.1).

Мал. 1. Фрагмент залізобетонного каркасу

Фундаменти

За способом зведення фундаменти ділять на монолітні та збірні.

Під колони каркасної будівлі влаштовують, як правило, стовпчасті фундаментиз підколонниками склянки, а стіни спирають на фундаментні балки. Стрічкові та суцільні фундаменти передбачають рідко, як правило, на слабких, просадних ґрунтах та при великих ударних навантаженнях на ґрунт технологічного обладнання.

Уніфіковані монолітні залізобетонні фундаментимають ступінчасту форму з підколонником скляного типу для закладення колон (рис.2).

розріз підколонника

Рис.2. Загальний виглядмонолітного фундаменту ступінчастої форми з підколонником скляного типу під крайню колону

Збірні фундаменти економічніші за монолітні, але на них більше витрачається сталі. Більш легкими та економічними за витратами сталі є збірні фундаменти ребристої або пустотної конструкції.

При близькому розташуванні рівня ґрунтових вод(УГВ) і при слабких ґрунтах влаштовують пальові фундаменти. Найбільш поширені залізобетонні палі круглого та квадратного перерізів. По верху палі пов'язують монолітним або збірним залізобетонним ростверком, який служить одночасно підколонником.

Підколонник встановлюють на плиту шаром цементно-піщаного розчину. При дії на фундамент згинального моменту з'єднання підколонника з плитою посилюють зварюванням закладних елементів, а місця зварювання закладають бетоном.

Щаблі плити всіх фундаментів мають єдину уніфіковану висоту 300 мм або 450 мм.

У верхній частині підколонника влаштований склянку для встановлення колони. Дно склянки розташовують на 50 мм нижче за проектну позначку низу колони для того, щоб компенсувати підливом розчину неточності в розмірах і закладення фундаментів.

Колони з фундаментом з'єднують у різний спосіб. В основному за допомогою бетону. Для забезпечення жорсткого закріплення колони у склянці фундаменту на бічних поверхнях залізобетонної колони влаштовують горизонтальні борозенки. Зазор між гранями колони та стінками склянки поверху становить 75 мм, а по низу склянки 50 мм (рис.2).

Обріз фундаменту під залізобетонні колони розташовують на позначці -0.15 м, під сталеві колони - на позначках -0.7 або -1.0 м.

Фундаменти під суміжні колони у температурних швах робляться загальними, незалежно від кількості колон у вузлі. Для кожної збірної залізобетонної колони в цьому випадку влаштовують окрему склянку (рис.3).

Мал. 3. Монолітні фундаменти залізобетонних

колон у місцях пристрою деформаційних швів

У фундаментах під сталеві колони підколонник роблять суцільним (без склянки) анкерними болтами(Рис.4).

а) б)

Мал. 4. Монолітні фундаменти під сталеві колони:

а) колони постійного перерізу;

б) колони двогілкові (наскрізного перерізу)

Стіни каркасних будівельспирають на фундаментні балки, що укладаються між підколонниками фундаментів на бетонні стовпчики необхідної висоти, що бетонуються на уступах фундаментів (рис. 2). Фундаментні балки мають клейме або трапецеїдальний поперечний переріз (рис.5). Номінальна довжина їх становить 6 і 12 м. Конструктивна довжина фундаментних балок вибирається залежно від ширини підколонника та розташування балок. Верхня грань балок розташовується на 30 мм нижче за рівень чистої підлоги.

Мал. 6. Деталь цоколя одноповерхової промислової будівлі

Залізобетонні колони

Колони в системі каркаса сприймають вертикальні та горизонтальні постійні та тимчасові навантаження. Для масового індустріального будівництва розроблено типові конструкціїзбірних залізобетонних колон для будівель з опорними мостовими кранами та для безкранових будівель.

Мал. 7. Типи залізобетонних колон для безкранових будівель

Для будівель з опорними мостовими кранами легкого, середнього та важкого режимів роботи та вантажопідйомністю до 300 кН розроблені колони змінного перерізу заввишки від 8.4 до 14.4 м (рис.8), а для будівель з кранами вантажопідйомністю до 500 кН – двогілкові 1008 висотою. м (рис.9).

Мал. 8. Типи суцільних залізобетонних колон для будівель з

мостовими опорними кранами

Мал. 10. Двогілкові залізобетонні колони

з проходами на рівні кранових шляхів

У залізобетонних колонах є сталеві закладні елементи для кріплення кроквяних конструкцій, підкранових балок, стінових панелей (у крайніх колонах) та вертикальних зв'язків(У зв'язкових колонах). У місцях спирання кроквяних конструкцій та підкранових балок через сталеві листи пропущені анкерні болти.

У будинках з підкроквяними конструкціями довжину колон приймають на 600 мм менше (див рис. 8,9,10).

Колони фахверків

Крім основних колон у будинках передбачають фахверкові колони, що встановлюються в торцях будівель і між основними колонами крайніх поздовжніх рядів при кроці 12 м і довжині стінових панелей 6 м. Призначені вони для сприйняття вітрових зусиль та маси стін.

Безліч людей при згадці такого слова, як «колона», відразу згадують античні, декоративні пам'ятки архітектури та будівлі з широкими різьбленими колонами, що підтримують перекриття. Але, крім таких архітектурних об'єктів, що виконують декоративну функцію, існують і залізобетонні колони промислових будівель, які виконують опорну функцію для підтримки каркасу будівлі.

Особливості конструкцій

Колони, виготовлені з армованого бетонного розчину, переставляють собою вертикальні вироби, Що мають відносно невеликі габарити форми поперечного перерізу, якщо порівнювати з їх висотою або довжиною.

Такі будівельні елементи застосовуються в основному для створення каркасів зв'язкового або рамного типу, а також їх використовують як опори, що розподіляють навантаження, для інших будівельних елементів:

Балки;
Ригеля;
Прогони.

Основні властивості та характеристики

ЗБВ колони - це вироби, що володіють наступним набором властивостей:

Висока стійкість до агресивних впливів довкілля;
Повна відповідність заявленим несучим здібностям;
Стійкість до різноманітних впливів сейсмічного характеру;
Непроникність для вологи;
Стійкість до мінусових температур.

Інструкція щодо вибору тієї чи іншої конструкції передбачає орієнтир на відповідність наступним параметрам:

Дані, отримані в результаті генеалогічних досліджень;
Погодні умови та кліматичний пояс, у яких експлуатуватиметься опора;
Висота будівлі, що будується, або її поверховість;
Функціональне призначення будівлі, у спорудженні якої беруть участь колони.

Основною та найважливішою технічною характеристикою ЗБВ опор є саме несуча здатність. Чим вище показники даного параметра, тим нижче колона знаходиться в будівлі. Вироби з найвищою здатністю, що несе, можуть використовуватися в спорудження нижніх поверхів або підвальних приміщень.

Для багатоповерхових будівельзазвичай використовуються колони, конструкція яких наділена декількома консольними виступами, передбаченими на висоті 2,5 і 3 метри. Відмітки такого типу є позначенням кінця поверху, тому що саме на них фіксуються балки перекриття для облаштування наступного рівня. У такий спосіб і формується каркас висотних будов.

Колони, які використовуються для зведення будівель на один поверх, є вищими і не передбачають наявність виступів. Такі опори можуть бути використані для будівництва промислових або сільськогосподарських приміщень.

Нормативна документація

До ЗБВ виробів такого типу відносяться з великим ступенем відповідальності та висувають найсуворіші вимоги. Елементи даного типувиготовляються у повній відповідності до стандартизованої документації. Над ними роблять величезну кількість різних перевірок та випробувань на міцність, надійність, жорсткість та здатність протистояти розтріскуванню.

Усі основні вимоги та стандарти для ЗБВ опор містяться в наступних документах:

ГОСТ 25628 від 1990 регламентує параметри колон для зведення одноповерхових будов;
ГОСТ 18979 від 1990 регламентує параметри колон для зведення багатоповерхових будов;

Зверніть увагу! У цих ГОСТах палям-колоннам надається таке позначення «СК.40.2.5-1». Дане позначення свідчить, що довжина подібних елементів становить 0,4 м, а ширина їх становить 0,2 м.

Серія ІІ 04-1 регламентує параметри виробів створення зв'язкового каркаса;
Серія 1.423.1-3/88 обумовлює параметри колон, що є основою спорудження одноповерхових приміщень промислового призначення;
Серія 1.823.1-2 визначає характеристики виробів для спорудження конструкцій сільськогосподарського призначення.

Ціна на такі вироби відноситься до розряду досить високих і тому важливо стежити, щоб витрачені кошти були виправдані. За параметрами довговічності та міцності колони з армованого бетону не мають аналогів серед усього асортименту ЗБВ виробів. Саме такі характеристики спричиняють те, що колони стають тими виробами, навколо яких і будується будинок.

З чого виготовляються колони

До вибору матеріалу для виготовлення таких несучих конструкційпідходять із особливою ретельністю, адже саме від нього залежать основні показники готового виробу. Сучасні елементи, виготовляються із застосуванням розчинів марки від М300 до М600 із укріпленим каркасом, що виконується за допомогою жорстких стрижнів та дроту. Арматура зі сталі може бути напруженою або ненапруженою.

Саме таке сталеве зміцнення дозволить колоні мати необхідний рівень міцності, довговічність і здатність зазнавати колосальних навантажень від плит перекриття.

Монтаж залізобетонних колон своїми руками проводиться в спеціалізовані склянки або монолітні фундаменти. Колони - це вироби, що виконуються також з армованого бетону. Такі елементи мають просто величезний запас міцності, що дозволяє їм надійно утримувати вироби даного типу, виключаючи переміщення та нахил.

На фото - фундамент під установку

Класифікація виробів

Існує кілька видів класифікацій таких ЗБВ конструкцій за різними ознаками та особливостями готового елемента.

Види

На вигляд такі конструкції діляться всього на дві основні групи:

З консолями - для спорудження будівель, що будуються за допомогою мостових кранів:

Прямокутні – для будівель заввишки 9,6 м;
Двогілкові – для будівель висотою понад 9,6 м;

Зверніть увагу! Виріб такого типу складається з надкранової частини, на яку спирається перекриття, і підкранової частини, яка служить опорою для балки і сприймає навантаження від перекриття.

Безконсольні - для будівництва будівель, які виготовляються без використання мостових кранів.

Уніфіковані розміри залізобетонних колон з консолями також поділяються залежно від типу поперечного перерізу:

З прямокутним перетином- 400/400, 400/600, 400/800, 500/500, 500/600, 500/800 (мм);
З двогалузевим перетином – 400/1000, 500/1000, 500/1300, 500/1400, 500/1550, 600/1400, 600/1900, 600/2400 (мм).

За перетином

Відповідно до типу поперечного перерізу конструкції можуть бути:

Круглі;
Прямокутні;
Квадратні.

За технологією виготовлення

Згідно з методом, за допомогою якого виготовляється, опорна конструкція може бути:

Монолітною. Виготовлення проводиться прямо на будівельному майданчику методом в опалубку, в яку заздалегідь укладено армуючий каркас;

Збірний. Опори даного виду повністю виготовляються в промислових умовна заводах-виробниках. Транспортування таких виробів до ділянки забудови здійснюється за допомогою спеціалізованої техніки.

За становищем

Залежно від положення колони у створюваній залізобетонної конструкціїкаркасу будівлі виробу, що будується, діляться на:

Колони середнього ряду;
Колони крайнього ряду;
Фасадні вироби

Фасадні елементи мають збільшену консілю, яка й забезпечуватиме можливість опори на неї фасадних покриттів. Наявні в цій консолі отвори призначаються щодо комунікаційних стояків.

Також є фасадні вироби з довгими консолями для облаштування балконів і лоджій.

Деякі особливості розрахунку

Такі параметри, як довжина, наявність заставних елементів, переріз, та несучі здібностіколони визначаються шляхом розрахунку на етапі проектування конструкції. У величезній кількості випадків використовуються саме збірні ЗБВ вироби, які мають довгу, що дорівнює двом поверхам споруджуваної будівлі.

Перше, з чим потрібно визначитися за допомогою розрахунку, це площа перерізу виробу з бетону, яка дозволить зберегти рівномірність стиснення. Ця величина визначається за такою формулою:

A = F / Rb, де:

A – площа перерізу виробу;
F – стискаюча сила;
Rb – міцність бетонного розчину на стиск.

Приклад розрахунок залізобетонної колони:

F = 50 тонн. що володіє міцністю на стиск в 200 кгс/см2.

А = 50000/200 = 250 см2

Сторона квадрата перерізу дорівнюватиме:

А = √250 = 16 см.

Після того, як площа перерізу відома, слід розрахунок з урахуванням коефіцієнтів, що позначають умови роботи, точність монтажу та інші умови, які здатні підвищити розміри перерізу. Також слід враховувати позацентровий стиск з урахуванням випадкового ексцентриситету та гнучкість створюваної конструкціїяка збільшується пропорційно висоті виробу.

Ці розрахунки можуть бути настільки громіздкими і складними, що їх виробництво часто пов'язане з високою ймовірністю припущення помилок. Та й за нинішніх можливостей сучасної обчислювальної техніки, робити подібні розрахунки вручну просто недоцільно. Ну а якщо визначити площу перерізу колони необхідно в, так би мовити, польових умовах тоді вам, звичайно, доведеться рахувати вручну.

У будь-якому разі розрахунок повинен враховувати не тільки власну міцність колони, але й можливість її взаємодії з фундаментом та перекриттями будови. Тому розрахунковий переріз слід збільшити хоча б з конструктивного погляду посилення конструкції.

Що врахувати перед покупкою

Перед тим як придбати колони для спорудження будівлі або приміщень промислового або сільськогосподарського типу слід знайти виробника, у якого можна за прийнятною ціною придбати продукцію гарної якості.

Для того щоб замовити та придбати опорну ЗБВ конструкцію необхідно буде надати такі дані:

Набір робочих креслень, якими проектувалася необхідна колона;
Передбачувана поверховість та висота;
Форма;
Розмір поперечного перерізу;
Наявність заставних деталей;
Розташування ділянки під забудову для того, щоб правильно розрахувати витрати на транспортування готового виробу.

На закінчення

Колони – надзвичайно важливий, міцний та надійний виріб для спорудження завдань. Вибираючи такі опори, слід орієнтуватися на дані, які вказує ГОСТ на залізобетонні колони для промислових будівель, сільськогосподарських, одноповерхових та багатоповерхових. Крім даних нормативних документів, слід також спиратися на розрахунок позацентрово стиснутої залізобетонної колони, який неодмінно має бути у проекті.

Ну а монтаж ЗБВ опори не складе жодних труднощів, головне, щоб виріб володів усіма заявленими характеристиками, адже саме від них залежить міцність і надійність будови. А відео в цій статті розповість вам ще більше про такий важливий для будівництва елемент, як колони з армованого бетону.