Использование металлических колонн в строительстве

Классификация типов колонн и области их применения

Колонны, одни из основных элементов каркаса производственного здания и других конструктивных комплексов, могут быть цен­трально- и внецентренно сжатыми (зависит от способа их загруже­ния). Центрально-сжатые колонны применяются для поддержания междуэтажных перекрытий и покрытий зданий, в рабочих площад­ках, путепроводах, эстакадах и т. п. Внецентренно сжатые колонны устраивают в каркасах производственных зданий.

Колонны состоят из следующих основных элементов (рисунок ниже): стержень (ствол) 4 — основной несущий элемент; оголовок 5, на который опирается вышележащая конструкция, нагружающая ко­лонну; база 3, передающая давление от стержня на фундамент 2 и закрепляющая колонну в фундаменте.

В бескрановых зданиях и зданиях, оборудованных подвесными кранами, колонны имеют постоянное по высоте сечение (рисунок ниже). При использовании в производственных зданиях мостовых кранов от­носительно небольшой грузоподъемности (до 15 т) также применяют колонны постоянного сечения, причем нагрузка от кранов передается на стержень колонны через консоли, на которые опираются подкрано­вые балки (рисунок ниже). При мостовых кранах значительной грузоподъ­емности устраивают ступенчатые колонны (рисунок ниже), в которых подкрановые балки опираются на уступ нижнего участка колонны и располагаются по оси подкрановой ветви.

Конструкция торцевого фахверка

Типы колонн

а — сплошная постоянного сечения; б, в — то же, сквозные; г — сплошная постоянного сечения с консолью для подкрановой балки; д — сквозная ступенчатая для крайнего ряда; е — то же, для среднего ряда; 1 — расчетная схема; 2 — фундамент; 3 — база; 4 — стержень; 5 — оголовок

По конструкции колонны могут быть сплошного (рисунок выше) или сквозного сечения (рисунок выше). Преимущество сквозных колонн перед сплошными заключается в том, что, назначая соответствующее рас­стояние между ветвями, можно получить колонну, равноустойчивую относительно обеих главных осей как при одинаковых расчетных (приведенных) длинах l_Х= l_У, так и при резко различных. Это обеспе­чивает более эффективное использование материала ветвей и, соот­ветственно, меньший вес сквозных колонн. Однако изготовление сквозных колонн более сложно, трудоемко и поэтому дороже.

Составные стержни (сплошные и сквозные), аналогичные по конструкции и работе колоннам, также используют в гидротехни­ческих затворах, для мачт, стрел, башенных опор, в качестве эле­ментов тяжелых решетчатых ферм.

Металлические колонны

Содержание раздела

1. Что такое металлическая колонна?

Металлическая колонна – это разновидность строительных опор, которая предназначена для поддержания целостности здания.

Монтаж колонн является базовым этапом строительства. На них устанавливаются и закрепляются прочие составные части металлоконструкций.

Для изготовления металлических несущих колонн используют двутавровые балки, либо профильные или круглые трубы.

Основной сферой применения колон является строительство ангаров и сооружений из металла.

Колонны передают нагрузку с крыши на фундамент здания.

2. Цены на изготовление металлических колонн

Изготовление металлических колонн от 82 800 руб. за тонну.

Для получения коммерческого предложения позвоните нам по телефону +7(495)118-36-14 или напишите на почту info@paneli-s.ru

Металлические колонны активно используются при возведении различного рода сооружений, где они играют роль несущих элементов.

3. Виды металлических колонн

Двутавровые. Сечение опор данного вида металлических колон выполнено в виде буквы «Н». Длина сечения и ширина друг другу у этих изделий может быть как одинаковая, так и разная.

Прямоугольные. Данный вид колон отличается тем, что их профиль выполнен в виде четырехугольника.

Круглые. Сечение таких металлических конструкций колонн выполнено в виде круга.

Колонны используют для возведения промышленных зданий (например цехов), магазинов, большепролетных покрытий мостов, ангаров, складских и жилых помещений.

Металлические колонны можно условно поделить на два типа:

• основные колонны, к которым крепятся несущие элементы металлокаркаса;
• фахверковые, или вспомогательные, которые монтируются при необходимости во время возведения здания Основные колонны имеют большие сечения, по сравнению со вспомогательными, так как на них возлагается главная несущая функция.

4. Особенности производства

Основными составными элементами колонны являются оголовок, стержень и башмак.

Башмак — это опорная часть колонны или база.

База колонны металлическая и может быть шарнирной или жесткой.

Шарнирным креплением выступает крепление при помощи опорной плиты и анкерных болтов.

Для установки легких колонн используют жесткую базу. В качестве жесткого крепления применяют траверсы, что исключает возможность прокручивания.

Оголовки соединяются с металлическими фермами, балками с помощью жесткого или шарнирного крепления.

Расчет сечения металлической колонны проводится в соответствии с назначением конструкции. Сплошные металлические колонны делают из одного или нескольких элементов при соединении швами или заклепками.

Технология изготовления колонны – это поэтапный процесс, а именно проводится:

• предварительная подготовка – нарезка, прочистка, нанесение меток, луз;
• сборка посредством сварочных работ;
• перемещение и установка металлических колонн на фундамент, используя подъемную технику.

Металлическая колонна и узлы, сопутствующие монтажу, модифицируются по размеру, сложности в зависимости от предназначения.

В ходе изготовления металлических колон наша компания строго выполняет требования ГОСТ и СНиП, используя только инновационное сварочное оборудование и высокопрочный крепеж.

К работе с конструкциями допускаются только профессиональные сварщики и сборщики, имеющие большой опыт и специальное разрешение на проведение подобных работ.

5. Расчет металлической колонны

Отправьте заявку на изготовление металлических колонн к нам на почту — info@paneli-s.ru или позвоните по телефону +7(495)118-36-14.

Вы получите бесплатный расчёт стоимости, в течении рабочего дня.

При заказе продукции в нашей компании наши клиенты получают следующие преимущества:

• гибкая ценовая политика;
• выполнение срока, указанного в договоре;
• доставка конструкции;
• гарантия качества.

Выполним монтаж металлоконструкций от 25 000 руб. за тонну.
Более подробно в этом разделе.

Колонны

В связи с изменениями производственной программы Саратовского резервуарного завода выпуск данного оборудования завершен.
Актуальный список товаров доступен в разделе «Продукция».

Металлические колонны являются основными элементами металлического каркаса здания и составляют скелет здания, выполняющий основную несущую функцию, воспринимающей основные нагрузки на здание или сооружение. Кроме того, узлы крепления элементов (балки, ригели, распорки, связи), различные примыкания и стыки располагаются также на колоннах. Колонны поддерживают элементы каркаса, кровлю, перекрытия и ограждающие конструкции.

Проектирование и изготовление стальных колонн

Проектирование здания или сооружения начинается с выбора типа фундамента в зависимости именно от типа колонн.

Высокая значимость колонн в металлоконструкции здания заключается в том, что они воспринимают суммарные нагрузки на элементы каркаса (собственный вес строительных конструкций, вес внутренней отделки здания, вес оборудования внутри здания, внешние горизонтальные и вертикальные климатические нагрузки) и равномерно передают их на фундамент. Для обеспечения высокой надежности, устойчивости и жесткости колонны изготавливают с мощными сечениями.

Кроме того, на сегодняшний момент развития строительной отрасли колонны зачастую используются как элемент дизайна внутренней или внешней отделки здания.

Для изготовления металлических колонн Саратовский резервуарный завод использует двутавровые сварные балки, гнутые уголки, горячекатаные двутавровые балки, горячекатаные профильные трубы, круглые трубы, профильные гнутые трубы, гнутые и горячекатаные швеллеры.

На заводах-изготовителях колонны и опоры производятся двумя способами: при помощи сварки или с использованием проката. В первом случае металлические листы сворачиваются в нужной форме на сварочном стане и свариваются автоматической сваркой. Таким способом, в основном, изготавливают прямоугольные или двутавровые колонны. Круглые колонны изготавливают из металлических заготовок методом горячей обкатки: сначала они нагреваются, прошиваются, а затем происходит прокатка заготовок.

Классификация металлических колонн

Металлические колонны можно условно поделить на два типа:

• основные колонны, к которым крепятся несущие элементы металлокаркаса
• фахверковые, или вспомогательные, которые монтируются при необходимости во время возведения здания

Основные колонны имеют большие сечения, по сравнению со вспомогательными, так как на них возлагается главная несущая функция.

Конструкция стальных колонн

Основными конструктивными элементами металлических колонн вне зависимости от их видов являются: оголовок, стержень, база.

База — это место крепления колонны к фундаменту (в основном при помощи анкерных болтов). Основная функция базы — передача и равномерное распределение нагрузки на фундамент.

Стержень — это средняя часть колонны. Если необходимо изготовление колонны большого сечения для возможности противостояния большим нагрузкам, внутри стержня по всей его длине устанавливают поперечные ребра жесткости.

Оголовок — верхняя часть колонны. Он воспринимает все внешние нагрузки (климатические, нагрузки от балок и ферм) и через стержень передают их на базу колонны.

Поперечное сечение металлической колонны

В зависимости от типа поперечного сечения колонны можно разделить на:

• колонны прямоугольного сечения с четырехугольным геометрическим контуром
• колонны круглого сечения (в основном из стальных труб)
• колонны двутавровые с Н-образным сечением (длина и ширина сечений может быть как одинаковая, так и разная)

Сплошные и сквозные металлические колонны

По типу сечения металлические колонны также можно разделить на сплошные и сквозные колонны. В сплошных колоннах между поясами находится сплошная стенка. Обычно сплошностенные колонны изготавливаются из двутавров или сварного профиля толстолистовой стали двутаврового симметричного сечения. В сквозных колоннах пояса соединены планками или решетками. Сквозные колонны состоят из ветвей. Средние колонны изготавливают из широкополочных двутавров или сварных двутавров, а крайние колонны – из стали швеллерного сечения. Решетку, соединяющую колонну, традиционно изготавливают двухплоскостную из одиночных уголков; она должна быть раскосная без стоек. Такие колонны являются наиболее трудоемкими при производстве, но возможность сохранения равноустойчивости является их преимуществом.

Схемы сплошностенных и сквозных типов колонн

Колонны: а, б, в — сплошностенчатые, г, д — сквозные

Колонны постоянного или переменного сечения

По конструктивной форме колонны бывают постоянного или переменного сечения (раздельные) и ступенчатые. В колоннах постоянного сечения габарит сечения является неизменным, а площадь сечения на разной высоте колонны может меняться. Нагрузка в колоннах постоянного сечения передается через консоль и подкрановую балку. Такие колонны используются для строительства многоэтажных зданий высотой до 10 м, зданий без мостовых кранов или с кранами, где подкрановые балки опираются на консоли. В колоннах переменного сечения нагрузка от подкрановой балки передается сразу на стержень колонны. Такие колонны применяются для более высоких зданий и зданий с кранами грузоподъемностью более 20 т. Раздельные колонны состоят из двух соединенных между собой стержней, которые при этом раздельно принимают нагрузки от крана и шатра.

Схемы ступенчатой и раздельной колонн и колонны постоянного сечения

Схемы стальных колонны и решеток

Типы стальных колонн и решеток: а) – колонны постоянного сечения, б) – колонны переменного сечения, в) – раздельные колонны, г) – решетки: 1 – треугольная, 2 – раскосная, 3 – крестовая, 4 – полураскосная

Центрально-сжатые и внецентренно-сжатые металлические колонны

По характеру работы металлические колонны бывают центрально-сжатые и внецентренно-сжатые.

Центрально-сжатые колонны воспринимают нагрузки от ферм перекрытий, рабочих площадок, балок и других элементов металлического каркаса. Далее такие колонны передают нагрузки на расположенные ниже элементы конструкции или на фундамент. Нагрузки проходят строго по центру колонны, что создает центральное сжатие поперечного сечения. Такой тип колонн используется в зданиях и сооружениях с вертикальными связями, воспринимающими горизонтальные нагрузки.

На внецентренно-сжатые колонны действуют одновременно продольные усилия и изгибающий момент. Сечения таких колонн увеличивают по высоте и изготавливают несимметричными из-за разности эффекта от нагрузок: одна сторона колонны «догружается», вторая – «разгружается».

Саратовский резервуарный завод изготавливает металлические колонны, руководствуясь основными требованиями нормативных документов:

• ГОСТ 23682-79 «Колонны стальные ступенчатые для зданий с мостовыми электрическими кранами общего назначения грузоподъемностью до 50 т. Технические условия»
• ГОСТ 23118-99 «Конструкции стальные строительные. Общие технические условия»
• Руководство по подбору сечений элементов строительных стальных конструкций

Оборудование для изготовления колонн позволяет выпускать элементы металлоконструкций каркаса здания или сооружения любого профиля и размера с выбором сечения колонн.

Как заказать изготовление металлических колонн у Саратовского резервуарного завода?

Для расчета стоимости металлических колонн нашего производства, Вы можете:

• связаться с нами по телефону 8-800-555-9480
• написать на электронную почту технические требования к металлоконструкциям
• воспользоваться формой «Запрос цены», указать контактую информацию, и наш специалист свяжется с Вами

Специалисты Завода предлагают комплексные услуги:

• инженерные изыскания на объекте эксплуатации
• проектирование объектов нефтегазового комплекса
• производство и монтаж различных промышленных металлоконструкций

Металлические колонны: виды, применение, монтаж и устройство фундаментов под них

В современном строительстве довольно часто используются металлические колонны, которые служат опорой для наружных и внутренних частей здания. Без них не получится обойтись, поскольку они образуют несущий каркас. Стальные конструкции используются чаще, ведь они отличаются высокой прочностью и удобством монтажа. Некоторые дизайнеры применяют их в качестве декоративных элементов зданий или отдельных помещений.

Составные элементы

Все металлические колонны состоят из нескольких деталей: оголовка, стержня и базы. Оголовок – верхняя часть, которая воспринимает нагрузку от кровли и передает ее на стержень. При его расчете учитывается не только вес опирающихся балок, ферм, но и особенности их крепления.

В средней части колонны располагается стержень, который передает нагрузку к основанию (базе). При его расчете важно учитывать равноустойчивость опоры, то есть берется равная гибкость относительно осей сечения. Этот принцип позволяет сэкономить на материале и получить устойчивую конструкцию. Мощные изделия должны быть усилены ребрами жесткости.

База – основание конструкции, которое передает всю нагрузку на фундамент. Также она нужна для крепления опоры. При расчете базы учитывается толщина и площадь опорной части, а также материал фундамента.

Разновидности

Материал позволяет получать из него разные замысловатые формы, однако многие металлические колонны имеют сечение в виде двутавра, прямоугольной или круглой трубы. Размеры сечения вычисляются расчетом на прочность (обычно на сжатие) и устойчивость. Последняя характеристика зависит от наличия связей, стоек фахверка и др.

В зависимости от конструктивного решения, колонны могут иметь постоянное, ступенчатое и составное сечение. Конструкция постоянного сечения представляет собой единый стержень, который используется в бескаркасных постройках, складах и ангарах. На нее можно устанавливать оборудование с грузоподъемностью максимум 20 т.

Ступенчатые колонны созданы для установки оборудования грузоподъемностью более 20 т. Благодаря специальному сечению повышается их жесткость на изгиб и улучшается устойчивость. Данная конструкция имеет две несущие ветви: основную и подкрановую.

Составные металлические колонны редко используются, и могут воспринимать разную нагрузку (относительно оси). Они нужны для:
— установки кранов на небольшой высоте;
— монтажа кранов в несколько ярусов;
— реконструкции зданий.

Область применения

Стальные колонны пользуются большим спросом благодаря невысокой стоимости, удобству монтажа, легкости стыковки, малогабаритности. Большое количество достоинств позволяет использовать их для возведения:
— промышленных зданий (например, цехов);
— гражданских построек (многоэтажных зданий различного назначения);
— большепролетных покрытий и мостов.
— построек, требующих особого оформления (возможность получить различные архитектурные и дизайнерские формы).

Расчет конструкций

Перед тем как осуществлять монтаж металлических конструкций, нужно выполнить их полный расчет. Для возведения стального каркаса чаще всего используются монолитные ступенчатые основания без стаканов. Для расчета конструкции понадобится выполнить сбор всех нагрузок, а также определиться с количеством, размером опор, армированием и глубиной заложения. В данном случае все зависит от веса здания и особенностей грунта (чем он плотнее, тем меньше стоек понадобится).

Расчет должен выполняться так, чтобы нагрузка от сооружения распределялась равномерно по грунту. Если с этим возникли сложности, то можно подготовить мощную подушку (из песка или гравия). Как только будет известна несущая способность основания и вес постройки, легко вычисляется общая площадь подошвы основания. А затем рассчитывается нагрузка на каждую опору.

Фундамент под металлическую колонну отличается от обычного основания тем, что каждый элемент работает отдельно от других. Они между собой никак не связаны, поэтому ошибки при проектировании могут повлечь за собой перекос всего здания.

Устройство фундаментов

Данные основания не имеют стаканов и оснащаются анкерными болтами, удерживающими базу изделия. Их верх располагается так, чтобы низ каркасного элемента и концы анкеров закрывались полом. Если монтаж колонн подразумевает заглубление фундамента минимум на 4 м, то можно применить сборные железобетонные подколонники. Нижний конец такой конструкции закрепляется в стакане, а верхний край оснащается анкерами.

Для смежных стоек понадобится общее основание, даже если рядом будут располагаться стальные и железобетонные конструкции. Проектное положение каркасных элементов обеспечивается правильной установкой анкеров, а точность расстановки по высоте – подготовкой поверхности оснований.

Установка колонн

Монтаж металлических конструкций должен осуществляться так, чтобы отклонения по осям были не больше разрешенных СНиП (особенно касается фрезерованных поверхностей). Простые колонны устанавливаются целиком, а тяжелые собираются из составных элементов. Чтобы смонтировать, их необходимо захватить, поднять, подвести к опорам, выровнять и закрепить. Для захвата конструкций используются стропы, под которыми размещаются подкладки (например, из дерева). Подъем производится путем поворота или скольжения.

Существует несколько способов опирания базы на основание (узлы металлических колонн можно увидеть ниже):
— на его поверхность без подливки раствором,
— на стальные плиты с подливкой раствором;
— на балки, рельсы (понадобится подливка базы раствором).

На практике используют более простой способ монтажа. В данном случае башмаки устанавливаются на сваренные между собой стальные подкладки, и скрепляются с низом колонн. Как только конструкции будут установлены и зафиксированы, их заливают раствором.

Монтаж колонн подразумевает тщательную выверку с помощью геодезических приборов и отвесов. При этом проверяются их отметки, вертикальность и положение в плане. Для крепления конструкций используются анкерные болты: понадобится 2-4 шт. для колонн высотой до 15 м. Дополнительную устойчивость обеспечат расчалки, которые снимаются после окончательного закрепления. Более высокие элементы дополнительно укрепляют распорками, временными связями и подкосами. Для получения устойчивого каркаса лучше монтировать колонны вместе с подкрановыми балками.

Колонна – все, что необходимо знать о предназначении и применении

Что такое колонна, каких видов бывает это сооружение и, вообще, какую функцию выполняет? Предлагаю разобраться со всеми этими моментами. Данная информация наверняка будет вам полезной в частном строительстве.

Колонны выполняют несущую и декоративную функции

Общие сведения

Колонны, по сути, представляют собой опоры, которые выполняют несущую функцию, т.е. придают строению жесткость по вертикали. Кроме того, очень часто они служат еще и декоративным элементом, который может украшать как фасад здания, так и интерьер помещения.

Надо сказать, что иногда колонны применяют исключительно в декоративных целях. К примеру, для украшения интерьера применяют колонны из полиуретана или даже гипсокартона. Соответственно, никакую несущую функцию они выполнять не могут.

Обсадная конструкция, именуемая колонной, укрепляет стенки скважины

Существуют еще обсадные колонны, которые к опорным не имеют никакого отношения, так как представляют собой трубу, предназначенную для укрепления стенок буровых скважин. Кроме того, в нефтяной и спиртовой промышленности используются еще ректификационные колонны. Они представляют собой цилиндрообразную емкость, в которой происходит деление жидкости на фракции.

Ректификационная конструкция, которая тоже называется колонной, применяется в нефтедобывающей отрасли

Разновидности колонн

Колоны различаются по следующим параметрам:

• Материалу, из которого сделаны;
• Форме.

Далее подробней ознакомимся со всеми их видами.

Стальные колонны применяют при возведении различных металлических конструкций

Материалы

В наше время чаще всего опоры делают из следующих материалов:

• Металла. Как правило, металлические колонны используются при строительстве различных металлоконструкций;
• Бетона. Железобетонные конструкции являются наиболее распространенными, так как отличаются высокой прочностью и надежностью;
• Кирпичные. Чаще всего применяются в частном строительстве;
• Деревянные. Используются при строительстве деревянных домов.

Кирпичные опоры обычно применяют в частном строительстве

Надо сказать, что бетонные опоры в свою очередь делятся на два типа:

• Монолитные. Возводятся непосредственно на объекте, как и любые другие бетонные конструкции, т.е. устанавливается опалубка, выполняется армирование, и затем опалубка заливается бетоном. Главное их достоинство заключается в высокой прочности и низкой стоимости, однако подвергать нагрузкам такую конструкцию можно только спустя 28 дней после заливки;
• Сборные. Собираются из отдельных элементов, выполненных на заводе ЖБИ. Главный плюс таких колонн заключается в том, что возводятся они гораздо быстрее, чем монолитные. Правда, стоимость этих изделий получается выше, поэтому применять их имеет смысл в том случае, если важна скорость строительства.

Колонны бывают круглыми и прямоугольными

Форма

Что касается формы, то чаще всего встречаются следующие их виды:

• Круглые;
• Прямоугольные или квадратные.

Надо сказать, что существуют еще так называемые полуколонны, который представляют опоры, выступающие из стены. Как и вышеописанные конструкции, они могут выполнять две функции одновременно – несущую и декоративную.

Строительство

Напоследок я расскажу как выполняется установка монолитных колонн. Как обычно, прежде чем приступить к строительству, нужно подготовит проект.

Так как колонны выполняют несущую функцию, крайне важно правильно выполнить расчет, чтобы несущая способность соответствовала нагрузке, которой они будут подвергаться. На этом этапе определяется количество колонн, их размер, а также шаг между ними.

Что касается монтажа, то эту операцию можно разбить на три основных этапа:

Основные этапы монтажа монолитной колонны

Подготовка основания

Так как колонны сами по себе имеют достаточно большой вес, к тому же выполняет несущую функцию, устанавливаются они на фундамент. Наиболее простой и быстрый вариант – это вкопать в грунт специальный стакан под колонну, т.е. готовый фундамент, выполненный на заводе ЖБИ.

Если же вы хотите сделать фундамент своими руками, нужно выполнить следующие действия:

• По периметру подошвы выполняется бортик из досок или ОСБ;
• Далее выполняется монтаж опалубки под основание колонны в виде прямоугольного короба.

Так как опалубка это, по сути, форма конструкции, ее внутренние размеры должны строго соответствовать размерам колонны.

Подготовка опалубки и заливка

Далее работа выполняется в такой последовательности:

Если вы решили установить металлические колонны, их крепление к бетонному фундаменту выполняется при помощи анкеров, которые закладываются на этапе заливки фундамента.

На этом работа завершена. Как я уже сказал выше, колонны могут подвергаться нагрузкам только после полного набора бетоном прочности.

Вывод

Теперь вы знаете что представляют собой колонны, какими они бывают и как возводятся. Дополнительно посмотрите видео в этой статье. Если что-то из вышесказанного вам непонятно, задавайте вопросы, и я обязательно на них отвечу.

Металлические колонны

Заполните форму ниже и узнайте цену необходимой вам продукции

Изготавливаем на заказ: Погреба, бассейны, купели, септики

Металлические колонны: применение

Металлические колонны применяются во время балочного строительства зданий и сооружений различного назначения. Воспринимают на себя главные вертикальные усилия, обеспечивают устойчивость сооружений и служат элементами для фиксации дополнительных горизонтальных и вертикальных связей. Устанавливаются на специальные фундаменты, имеют несколько видов крепления. После установки колонн продолжается дальнейший монтаж элементов, устанавливаются поперечные и продольные балки, фермы перекрытия, стойки фахверка и прочие архитектурные конструкции.

1. Оголовки. Верхняя часть, принимает нагрузки от ферм и иных элементов, может иметь различные размеры и номенклатуру проката.
2. Стержни. В зависимости от используемого проката бывает квадратная колона из специальных профильных труб или колонна двутавровая. Расчет сечений выполняется согласно нормативным требованиям ГОСТ 23682-79.
3. Базы металлических колонн. Фиксируют колонны к фундаментам. По типу крепления могут быть жесткими, условно шарнирными и шарнирными.

Вес металлической колонны завысит от размеров, особенностей инженерной конструкции и сортамента проката. Для соединения отдельных элементов колонны в единую конструкцию используется электродуговая сварка, качество сварных швов проверяется визуально или лабораторным методом. В настоящее время ведутся научные работы по использованию новых технологий, изготовление металлических колонн выполняется с применением особо прочных клеевых соединений.

Типы металлических колонн

Металлические колонны классифицируют по нескольким признакам:

1. По характеру работы – центрально-сжатые и внецентрально-сжатые. Классификация осуществляется с учетом направленности постоянных и переменных нагрузок.
2. По особенностям конструкционной формы – с постоянным сечением стержня и с переменным сечением стержня. Последние используется в машиностроении.
3. По типу сечения – сквозные и сплошные. Сквозные состоят из нескольких ветвей, соединенных перемычками, самостоятельно работать не могут. Сплошные металлические колонны изготавливаются из прочного проката, стержни изготавливаются из штучного металлопроката. Получили широкое распространение во время строительства зданий.

Вспучивание сжатого элемента колонны происходит перпендикулярно оси нагружающего усилия. Если гибкость во всех плоскостях колонны одинакова, то такая конструкция металлических колонн называется равноустойчивой. Форма сечения принимается оптимальной для расчетного случая. По этому критерию можно сравнивать рациональность поперечных сечений. Самые простые колонны изготавливаются из обычных или широкополочных двутавров. Небольшой ассортимент проката не позволяет широко использовать такие конструктивные решения, в большинстве случаев из него производятся небольшие колонны.

С учетом ответственности, климатических условий эксплуатации, особенностей зданий и сооружений колонны делятся на четыре группы, марки стали подбираются по группам. Расширенные сферы использования имеют колонны в виде двутавра, сваренного из толстолистового проката. Изготовление элементов выполняется на основании расчетных данных с учетом технического задания заказчиков.

Параметры расчета стальных колонн

Во время строительства стальных каркасов целесообразнее использовать монолитные бетонные основания без специальных стаканов. Размеры фундаментов зависят от максимальных нагрузок и физических характеристики грунтов. Во время расчетов нужно добиваться, чтобы на все металлические колонны воздействовали примерно одинаковые нагрузки как по силе, так и по направленности.

При проектировании могут предусматриваться дополнительные связи, обеспечивающие устойчивость конструкции и пространственную неизменяемость объекта. Для облегчения процесса монтажа может делаться разбивка конструкций на отдельные элементы, полная сборка производится в период установки. При этом собранные монтажные элементы крепления должны выдерживать расчетные нагрузки.

Стыки колонн должны выполняться только на поверхностях с фрезерованными торцами, сварка выполняется встык с соблюдением рекомендованных режимов дуги с учетом толщины и химического состава металла. Во время расчетов изгибающий момент для колонн с постоянным сечением принимается равным максимальному моменту в пределах длины колонны, для колонн ступенчатого типа изгибающий момент принимается равным максимальному усилию на дине с минимальными размерами сечения.

Неподвижные опоры базы используются в тех случаях, когда давление под опорой необходимо равномерно распределить под всей площадью. Подвижные предусматриваются в тех случаях, когда опоры должны быть свободными от горизонтально направленных усилий, появляющихся во время неподвижного опирания конструкции. При этом коэффициент трения принимается не больше 0,3.

Расчетная длина колонн постоянной площади сечения вычисляется в зависимости от высоты расположения ферм перекрытия и коэффициента расчетной длины. Коэффициенты расчетной длины даются в таблицах указанного нормативного акта. При обнаружении недостаточной прочности стенок балок они подлежат дополнительному укреплению основными ребрами, установленными на полную высоту или продольными ребрами с таким же расположением. При этом короткие промежуточные ребра должны размещаться между продольными ребрами и сжатыми поясами. Общие требования по проектированию стальных конструкций прописаны в СНиП II-23-81*.

Требования к сварным соединениям

Если конструкции имеют сварные соединения, то к ним должен обеспечиваться свободный доступ для механизмов и оборудования. Размеры и форма сварных швов должны отвечать следующим требованиям:

• длина катетов сварных швов должна быть не менее 1,2 наименьшей толщины швов;
• показатели расчетной дины угловых швов должны составлять не менее 40 мм;
• размеры фаланговых швов должны соответствовать данным в таблицах строительных норм и правил.

Во время подбора марки электродов принимается во внимание группа конструкций и климатическая зона их эксплуатации. Расчет по прочности сварных швов при наличии угловых соединений выполняется в зависимости от величины момента, силы, действующего в перпендикулярном к плоскости наложения сварки направлении. Данные рассчитывают как по металлу шва, так и по металлу границы сплавления. В болтовых соединениях распределение усилий, проходящих через центр тяжести, принимается равномерным, болты рассчитываются на срез, смятие и растяжение.

Цены на металлические колонны

Гарантии нашей компании

У нас можно заказать и купить продукцию самого высокого качества, все элементы и сварные соединения проходят контроль качества на каждом этапе производства. Связывайтесь с сотрудниками компании, узнавайте технические и финансовые подробности и заключайте договор на производство работ. Мы гарантируем, что все условия будут выполнены, конструкции отвечают требованиям существующих стандартов.

Металлические колонны

При строительстве зданий из металлоконструкций базовым и одним из наиболее ответственных элементов являются колонны, ведь именно на них в результате передаются все внешние нагрузки, воздействующие на объект. Даже в процессе возведения какого-либо сооружения из металла, монтаж колонн является первоочередной задачей, следующей за подготовкой фундамента. Их тщательным образом выставляют, выравнивают, а уже после к ним закрепляются все остальные элементы каркаса: продольные и поперечные балки, перекрытия, стойки фахверка, фермы и проч. По этой причине изготовление металлических колонн является особенно ответственной задачей, в ходе выполнения которой должны предъявляться повышенных требования к качеству сварки и выполнению технических условий рабочими.

Проектирование и расчет колонн

Любую колонну, какой бы сложной она не была на первый взгляд, можно разделить на 3 основных элемента: оголовок, стержень и база.

Верхняя часть колонны. Воспринимает внешние нагрузки и передает их на стержень колонны и далее на фундамент.

Средняя часть колонны, ее рабочая зона. В случае необходимости стержень может быть усилен косынками (в местах сопряжения с оголовком и базой) и ребрами жесткости.

Место закрепления колонны к фундаменту, которое осуществляется, как правило, через анкерные болты.

Поперечное сечение колонны может иметь достаточно замысловатую форму, но в большинстве случаев проектировщики применяют:

• горячекатанный двутавр,
• профильную прямоуголную трубу,
• круглую трубу.

Конечный размер поперечного сечения подбирается после проведения расчетов на прочность. Колонны работают на сжатие, а такой тип нагружения не является экстримальным с точки зрения достяжения предела текучести и последующего номинального разрушения. Намного критичней для колонны является потеря ее устойчивости, восприимчивость к которой во многом определяется не столько ее конструкцией, сколько тем, как колонна взаимодействует с другими элементами здания (есть ли поперечные связи, стойки фахверка и др.).

Нестандартная опора колонны.

Типы колонн

По конструктиву поперечного сечения несущие колонны можно разделить на несколько типов:

Колонна постоянного сечения

Колонна состоит из единого стержня, ярковыраженной подкрановой консоли и основания. Такие колонны обычно встречаются в бескаркасных зданиях, в ангарах, складах. На них возможна установка подвесного транспортного оборудования с грузоподъемностью не более 20 тн. Могут применяться как в одно- так и в многоэтажных зданиях. Габарит сечения такой колонны не изменяется, но при этом площадь сечения может варьироваться по высоте в соответствии с расчетными усилиями.

Колонна ступенчатая

В случае, когда в здании предполагается установка кран-балки высокой грузоподъемности, от 20 тн и выше. Такая конструкция увеличивает жесткость колонны на изгиб и существенно снижает склонность к потере устойчивости. Ступенчатая колонна состоит из двух ветвей: основной несущей, на которую опираются фермы кровли помещения, и подкрановой, на которую приходится нагрузка непосредственно от кран-балки грузоподъемного оборудования.

Колонна раздельная

Такие колонны встречаются не часто и используются лишь в исключительных случаях:

• при низком расположении кранов большой грузоподъемности;
• при многоярусном расположении кранов;
• при реконструкции цехов (например, при увеличении числа пролетов).

Колонны могут воспринимать нагрузку различным образом относительно своей оси.

Центрально-сжатые колонны

Результирующие нагрузки от балок, ферм, перекрытий и др. проходят строго вдоль осевой линии колонны, что создает центральное сжатие сечения. В зданиях с таким типом нагружения колонн горизонтальные нагрузки воспринимаются дополнительными поперечными связями.

Внецентренно-сжатые колонны

Для такой колонны сжимающая результирующая сила приложена на некотором растоянии от центральной оси, что создает изгибающий момент. Дополнительно на колонну могут действовать и продольные усилия. В таких случаях колонна может иметь и несимметричное сечение для более равномерного внутрененнего распределения напряжений, что позволяет сэкономить материал и уменьшить массу изделия.

Изготовление металлических колонн на заводе СтройМонтажСервис-М

В своей практике мы имели опыт работы со всеми перечисленными выше типами колонн, причем не только в вопросах изготовления, но и проектирования. Наши инженеры всегда оценивают качества присылаемого проекта, и поэтому в случае необходимости могут дать рекомендации по конструктиву элементов колонн. Они принимают участие на всех этапах изготовления, контроллируя его процесс, ведь колонна — очень и очень ответственный элемент конструкции здания! Это позволяет нам гарантировать высокое качество нашей продукции и заставляет наших заказчиков обращаться к нам снова по вопросам как изготовления, так и монтажа металлических колонн.

Использование металлических колонн в строительстве

Использование металлоизделий в строительстве сокращает сроки возведения здания и снижает его себестоимость. Расходы на создание быстровозводимых конструкций на 20% меньше, чем при постройке здания из традиционных строительных материалов. Еще 10% клиент экономит на стоимости страхования и последующей эксплуатации.

Одной из важнейших частей строения, состоящего из металлоконструкций, являются колонны. Они выдерживают внешние нагрузки, должны отличаться монументальностью и прочностью.

Актуальность использования колонн

Играя роль опоры здания, колонны нашли применение в строительстве:

• складских, ангарных помещений;
• торговых центров, производственных и административных зданий, аэропортов;
• мостов, навесов, частных домов и гаражей;
• спортивных объектов (стадионов, бассейнов, спортзалов, спортивных комплексов).

Металлоизделия используются при декорировании придомовых территорий, оформлении интерьера.

Почему установка металлоконструкций экономически выгодна?

После возведения фундамента монтаж колонн является главным этапом строительства. Уже после их установки и тщательного выравнивания по уровню будет производиться монтаж балок, стоек и перекрытий — примеры объектов представлены на странице http://ск37.рф/izdeliya-iz-metalla/kollony-progony-svyazi-fermy-46. Производственные мощности компании «Строительные конструкции» позволяют снабдить заказчика всеми необходимыми металлическими компонентами. Элементы металлоконструкции доставляются на строительную площадку в готовом виде и имеют определенную нумерацию. Монтажная схема позволяет собрать колонны, стойки и профили словно конструктор.

Монтаж металлических колонн сводится к:

• перевозке и складированию элементов каркаса;
• подготовке территории к строительным работам;
• подготовке металлоизделий к монтажу, доставке на строительный объект современных кранов;
• временному закреплению колонн;
• контрольной проверке правильности установки (при положительном исходе производится проектное (рабочее) крепление элементов);
• защите рабочего стыка от внешнего воздействия.

Монтаж каркаса при помощи анкерных болтов позволит в будущем разобрать конструкцию. Окончательное сцепление базы (нижней части) колонны с фундаментом происходит только после того, как проектировщики убедятся, что положение металлоизделия соответствует заданным параметрам.

Что нужно помнить?

Металлические колонны не боятся перепадов температур, но смазочные материалы и антикоррозийные вещества поддерживают горение. Следует помнить — при температуре свыше 600°C металл теряет свои свойства, поэтому заранее стоит провести меры по огнезащите металлического каркаса здания. После разработки проекта, расчета стоимости и подготовки поверхности изделия производится нанесение огнезащитного покрытия.

Стоимость возведения объекта зависит от габаритов и конструктивных особенностей его элементов, геодезических условий и характеристик объекта, сложности монтажных работ. Детальный расчет возможен только после согласования подробного технического задания.

Стальные колонны в промышленных зданиях

При технико-экономической целесообразности стальные колонны могут применяться в бескрановых зданиях и в зданиях, оборудованных кранами любой грузоподъёмности, при различных вариантах поперечного сечения пролёта.

Проходы вдоль крановых путей шириной у колонны 0,5 м, необходимые в зданиях и при кранах тяжёлого режима работы, обеспечиваются за счёт смещения шейки средней колонны с разбивочной оси.

Сечение стальных колонн может быть в виде одного профиля или составное – в виде двух профилей, соединённых решёткой.

В зданиях высотой до 8,4 м, бескрановых или с подвесными кранами, применяются стальные колонны постоянного сечения из сварных двутавров с высотой стенки 400 и 630 мм.

В колоннах зданий высотой 8,4 и 9,6 м, оборудованных опорными кранами грузоподъёмностью до 20 т, высота стенки сварных двутавров принимается 630 мм.

Подкрановая балка опирается на приваренную к колонне консоль из двутавра той же высоты. Эти колонны могут выполняться и из широкополочных двутавров, поставляемых промышленностью.

В зданиях высотой 10,8-18,0 м, оборудованных кранами грузоподъёмностью до 50 т, устанавливаются типовые двухветвевые колонны ступенчатого очертания.

Двухветвевая ступенчатая колонна состоит из двух раздельно маркируемых частей : нижней (подкрановой) решётчатой и верхней (надкрановой) – из сварного двутавра.

Соединение этих частей осуществляется в зависимости от общей длины колонны заводской или монтажной сваркой.

В зданиях высотой более 18 м при кранах грузоподъёмностью от 75 т и при кранах, расположенных в двух уровнях, применяются аналогичные колонны индивидуального проектирования.

Стальные колонны в виде одного профиля и составные

По типам сечения ветвей подкрановая часть колонны выполняется в трёх вариантах :

— При ширине сечения до 400 мм – наружная и подкрановая ветви из прокатных швеллеров и двутавра;

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

— При ширине сечения более – наружная ветвь из гнутого швеллера, подкрановая — из сварного двутавра.

Надкрановая часть колонны – сварной двутавр с высотой стенки 400 мм в крайних и 710 мм – в средних колоннах.

Подкрановая часть колонны переходит в базу, непосредственно опирающуюся на бетонный фундамент.

База состоит из опорной плиты и траверс, на которые ложатся плитки с анкерными болтами, утоплёнными в бетон.

В связевых колоннах опорная плита дополнительно приваривается к коротышам из швеллеров, заделанных в фундамент.

Решётка подкрановой части колонны двухплоскостная, из прокатных уголков.

Для восприятия действующих в горизонтальной плоскости моментов решётчатая часть усиливается диафрагмами, расположенными не реже, чем через четыре раскоса по высоте.

В решётчатой части колонны крайнего ряда, в уровне крепления опорных консолей яруса стеновых панелей, вваривается балка из прокатного двутавра, соединяющего наружную и подкрановую ветви.

Решётчатая часть колонны завершается одноплоскостной траверсой, соединяющей её ветви с надкрановой частью.

Надкрановая часть колонны завершается оголовком, усиленным дополнительными рёбрами и накладками.

Дополнительные рёбра и накладки расположены в плоскости опорных рёбер стропильных и подстропильных ферм.

Сварка двутавров из трёх листов для основных сечений колонны выполняется в заводских условиях сварными автоматами.

Сварка других элементов выполняется в основном при посредстве сварных сварочных полуавтоматов.

Ручная сварка применяется в узлах, монтируемых на строительной площадке.

Гнутые швеллеры для наружных ветвей колонны изготавливаются на гибочных прессах в заводских условиях.

В базе, подкрановой опоре и оголовке – местах передачи значительных сосредоточенных нагрузок вертикальные элементы своим сечением должны плотно примыкать к опорным плитам. В этих целях кромки отдельных монтируемых листов пристрагиваются, а сечение ветвей фрезеруется.

Все колонны предназначены для использования в условиях, когда верх фундаментов имеет отметку — 0,150.

Для соединения с фундаментом колонна заводится в стакан на глубину -0,6 м, -0,9 м.

Колонны монтируются овтокранами или посредстве фиксирующих их положение кондукторов.

Точность установки проверяется геодезическими инструментами.

Базы колонн накрываются бетоном при устройстве подстилающего слоя под поле.