Колонны для чего нужны в строительстве

Сегодня практически ни одно строительство производственного или жилого здания не обходится без применения железобетонных колонн. ЖБИ колонны дают возможность увеличить прочность и жёсткость строения, значительно повысить его безопасность в эксплуатации.

При производстве ЖБИ колонн к ним предъявляются особые требования согласно ГОСТу. Во многом это обусловлено тем, что именно данные изделия, берут на себя самые большие нагрузки во время использования строения.

О том, что такое ЖБИ колонны и где они применяются в строительстве, будет рассказано в этой статье.

Характеристики железобетонных колонн

Для изготовления ЖБИ колонн используется тяжёлый бетон и арматура, которая выступает в роли металлокаркаса. Именно металлический каркас, придаёт железобетонным колоннам особой прочности и жёсткости в процессе использования.

Строительство из газобетона. Где нужны УСИЛЕНИЯ и почему.

Основными характеристиками железобетонных колон, является их длина и несущая способность. Что касается длины, то она может быть различной, от 5,7 до 17 метров. Всё во многом зависит от того, для какого именно типа постройки будут применяться ЖБИ колонны.

На сегодняшнее время, чаще всего, в строительстве используются бесстыковые железобетонные колонны, которые возможно применять для возведения абсолютно любого строения.

Применение железобетонных колонн

В основном ЖБИ колонны служат в качестве опорных элементов различных сооружений. При помощи них часто укрепляют ригели, балки, прогоны и лотки. Кроме того, нередко железобетонные колонны используются и при выполнении различных ремонтных работ, а также работ связанных с реставрацией зданий.

В данном случае железобетонные колонны используются для усиления промышленных, одноэтажных и многоэтажных построек, чтобы равномерно распределить нагрузку от других конструктивных элементов строения.

Выбор ЖБИ колонн

При выборе ЖБИ колонн важно учитывать множество различных факторов, а не только этажность здания. В первую очередь к таким факторам относятся:

1. Размер и форма постройки;
2. Назначение строения;
3. Геодезические исследования, регион и его климатические условия.

Кроме того, очень важно учитывать и какие-то конкретные характеристики железобетонных колонн.

К ним, в первую очередь, относятся:

BC: Бетонирование колонн + ответы на вопросы

1. Несущая способность ЖБИ колонны;
2. Стойкость изделия к воздействию различных внешних факторов;
3. Сейсмоустойчивость.

Поэтому, расчёт на применение железобетонных колонн, должен производиться только квалифицированными специалистами, поскольку от этого зависит надёжность и безопасность строения, а также его долговечность в использовании.

Источник remstroisovet.ru

Железобетонные колонны — разновидности и назначение

Железобетонные колонны — разновидности и назначение

В различных отраслях строительства при возведении одно- и многоэтажных зданий повсеместно используются железобетонные колонны – вертикально стоящие конструкции, поперечное сечение которых значительно меньше длины.

Назначение колонн из железобетона

Данные ЖБИ – это силовые элементы, основная функция которых – передача на грунт и равномерное распределение нагрузки от расположенных выше конструкций. Они являются стержневыми изделиями, служащими основой железобетонного каркаса сооружения и опорой для других элементов: арок, перекрытий, балок, ригелей, ферм и лотков. Колонны усиливают общую конструкцию, обеспечивая её целостность и стабильность.

Также колонны могут выполнять декоративную функцию, когда они монтируются для украшения фасада или являются открытой опорой для балконов, веранд, мостовых сооружений. Также они могут использоваться во внутренних интерьерах. В этих случаях нередко применяются модели с фигурным или изменяющимся по длине сечением.

Свойства и характеристики

Для изготовления ЖБ колонн используются тяжелые бетоны М200 или М300 с армированием напряженными или ненапряженными высокопрочными стальными стержнями. Если предполагаются высокие нагрузки, применяют марки бетона М400 и М600. Производство данных ЖБИ регламентируется ГОСТ 18979-90 (для многоэтажных зданий) и 25628-90 (для одноэтажного строительства).

При необходимости в состав смеси добавляются различные пластификаторы, повышающие долговечность и надежность сооружения. Если колонна будет эксплуатироваться снаружи здания, в качестве дополнительного армирования добавляется фиброволокно, что предотвращает появление усадочных трещин.

Базовыми техническими характеристиками ЖБ колонн являются:

• несущая способность (расчет производится в зависимости от назначения и условий эксплуатации);
• высокая сопротивляемость к деформационным нагрузкам, механическому воздействию и иному внешнему влиянию (в пределах расчетных нагрузок);
• сохранение стабильности при сейсмическом воздействии;
• стойкость к отрицательным температурам;
• влагоустойчивость.

Базовой эксплуатационной характеристикой является несущая способность. Чем она выше, тем меньшее количество железобетонных опор требуется при создании каркаса здания. Колонны с наибольшим значением несущей способности, как правило, применяются для монтажа подвалов, цокольных и первых этажей, для строительства промышленных цехов.

При выборе данных изделий учитываются различные факторы, в том числе этажность и назначение строения, климатические условия его эксплуатации, близость грунтовых вод, результаты геологических изысканий, характер предполагаемых нагрузок (вертикальные или продольные) и др.

Виды железобетонных колонн

Существует ряд критериев, по которым классифицируются выпускаемые в настоящее время ЖБ колонны.

По признаку предназначения изделия разделяются на две категории:

• служащие опорой для всего здания;
• для поддержки отдельных элементов каркаса и передачи нагрузки с одних конструкций на другие.

По технологии производства выделяются следующие группы:

• Монолитные. Как правило, изготавливается непосредственно на месте применения, то есть на строительной площадке с использованием опалубки с предварительно установленным каркасом. Могут быть выполнены и на заводе, но в этом случае её сложнее транспортировать. Монолитные ЖБИ наиболее прочные и надежные. Они используются, когда нагрузка на несущий элемент будет значительная. К недостаткам относят трудоемкость заливки и длительный период застывания смеси до набора необходимой прочности.
• Сборные. Производятся исключительно в заводских специализированных цехах, собираются на объекте строительства. Они просты и удобны в транспортировке и монтаже, к тому же стоят дешевле. Однако они менее прочные и более подвержены воздействию погодных условий. Это подходящий вариант, если не требуется высокого уровня надежности.
• Сборно-монолитные. Они сочетают сборные элементы с монолитным бетоном. Обладают более высокой прочностью, чем сборные, поэтому могут использоваться на достаточно ответственных объектах: для создания перекрытий многоэтажных домов, строительства мостов и путепроводов и т.д. Особенно рекомендуются при значительных динамических нагрузках и при необходимости разделения крупногабаритных ЖБИ на составные элементы, например, при транспортировке.

Главное преимущество – высокая пространственная жесткость.

По конфигурации колонны железобетонные бывают квадратного, круглого или прямоугольного сечения.

По расположению при монтаже: на фасаде здания, в крайнем или среднем ряду.

По месту установки:

• нижние – для создания фундаментов, цоколей и первых этажей;
• средние – для монтажа средних этажей;
• верхние – для последних этажей высотных зданий;
• бесстыковые – для одноэтажных, максимум двухэтажных зданий.

По внешнему виду существует разделение на колонны без консолей и с консолями. Последние, в свою очередь, разделяются на двухветвевые и прямоугольные и устанавливаются в комплекте с лотками. Если здание выше одного этажа, принято использовать опоры, оснащенные парой консолей (консольных выпуклостей). Они располагаются на уровне трех метров и обозначают окончание этажа.

На них монтируется перекрытие для устройства следующего уровня. Для одноэтажных и промышленных зданий предназначены колонны более высокие и без консолей.

Классификация железобетонных колонн по типу использования

В зависимости от того, для строительства каких сооружений предназначается колонны из железобетона и какую функцию они будут выполнять в сооружаемом каркасе здания, данные изделия разделяются на несколько групп. Каждая из них имеет свое обозначение, отражающееся в маркировке:

• К – применяются для возведения сооружений и строений без мостовой опоры.
• КС – для строений, которым необходимо покрытие.
• ККС – колонны для монтажа зданий и других строительных конструкций с нижними провисающими поясами.
• ККП – для сооружения каркаса построек с мостовыми опорными электрокранами.
• КФ – фахверковые ЖБ колонны для создания фахверковых ограждений стен. Это специализированные конструкции, которые не могут быть другими типами колонн.
• КР – специальные каркасные колонны, используются при строительства зданий с ручными опорными кранами. Как правило, это строения небольших габаритов.
• КК – колонны для возведения каркасных зданий с большой площадью и высоким уровнем нагрузки.
• КДП – изделия для сооружения каркасов крупногабаритных промышленных зданий с мостовыми опорными электрокранами.
• КД – универсальные модели для сооружения каркасов построек различного назначения с опорными и подвесными электрокранами.

Как правильно выбрать ЖБ колонны

Для начала следует выбрать надежного производителя данной продукции, имеющего проверенную репутацию на профильном рынке. Ведь качественная опора – это основа долговечности и безопасности всего здания. Обращаясь в специализированный магазин, для правильного выбора модели необходимо располагать следующими сведениями:

• техническая схема требуемой конструкции;
• высота и этажность строения;
• вид колонны;
• объем поперечного сечения;
• местоположение строительной площадки.

ООО «Бетонный Растворный Узел» производит и реализует наиболее востребованные модели этой разновидности ЖБИ – колонны железобетонные 4К.84 и 8К.84. Они изготовлены в соответствии с действующими стандартами, отличаются высоким качеством и надежностью.

Источник bru68.ru

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.

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.

Основные характеристики строительного материала

Значимым параметром при выборе, считается несущая способность, т. е. вес, который выдерживает камень. Опоры, установленные на самых нижних этажах, обладают повышенной прочностью. В планах многоэтажных построек заложены колонны с консольными выпуклостями, которые расположены на высоте 3 метров. Они отмечают окончание этажа, поэтому на них располагают перекрытия для следующего уровня. Одноэтажные строения требуют высоких опор без консолей. Кроме этого, выделяется ряд характеристик:

• устойчивость к внешнему влиянию;
• соответствие несущим требованиям;
• сейсмоустойчивость;
• водонепроницаемость;
• морозостойкость.

Опоры по ГОСТ 18979–2014 изготавливаются из бетона М200, М300, М400, М600.

Если используются подколонники, то монтаж железобетонных колонн не отличается от предыдущего метода. Отличительная характеристика заключается в закреплении соединения, эта методика подразумевает его заваривание. После этого все пустоши тщательно замазываются раствором. В подлокотники и стаканный цоколь монтируются нижний отдел колонн, последующие — размещаются на торце предыдущих опор.

Преимущества металлических колонн

Колонны отличаются рядом положительных качеств при использовании как опорные изделия: они требуют минимума стали для производства, недорого и быстро изготавливаются, просты в установке. Делать их просто за счет однотипности изделий.

Детали занимают минимум полезной площади, а их конструкция надежна и проста за счет отсутствия сложных узловых переходов. Эти вертикальные элементы идеально вписываются в большинство проектов и призваны не только упрощать строительство, но и делать его выгодным для всех сторон.

Бетонирование

После монтажа опалубки и арматурного каркаса приступают к бетонированию, которое производят послойно, слоями толщиной 0,3-0,5 м, не допуская схватывания предыдущего слоя. До верха опалубки не доливают 50-70 мм раствора.

Для усадки бетона в колоннах выше 5 метров устраивают технологические перерывы от 40 мин до 2 часов.

При механизированной подаче готовой бетонной смеси скорость подачи снижают для избежания расслоения. Из смеси выпускают воздух стальными прутами, бетон уплотняют ручными вибраторами. В местах, недоступных для вибратора, бетон уплотняют вручную, тщательным штыкованием. По завершению работ производят сезонный уход за бетоном.

Колонны

Колонны представляют собой вертикально распложенные стрежневые элементы, по которым нагрузка от вышележащих конструкций передается на фундаменты. В них различают: верхнюю часть – оголовок

, на который опираются вышележащие конструкции;
стержень
– основную часть колонны, передающую нагрузку сверху вниз, и
базу (башмак)
– нижнюю часть колонны, передающую нагрузку от стержня на фундамент.

Если колонна работает на восприятие нагрузки от одной продольной силы, приложенной по центру тяжести сечения, то она называется центрально-сжатой.

Если продольная сила не совпадает с центром тяжести сечения или к стержню приложены какие-либо поперечные нагрузки, то кроме сжатия возникает изгиб, и колонна называется
внецентренно-сжатой.
Стержни колонн бывают постоянного

,
переменного
или
ступенчатого
сечения по высоте. Сечение стержня колонны может быть
сплошным
или
сквозным (решетчатым),
состоящим из отдельных ветвей, соединенных раскосами или планками.

ЦЕНТРАЛЬНО-СЖАТЫЕ КОЛОННЫ

Сплошные и сквозные колонны со стержнем постоянного сечения наиболее распространены при центральном сжатии. Сплошные колонны применяют при больших нагрузках и небольших высотах, сквозные наоборот — при меньших нагрузках и больших высотах.

Типы сечений для сплошных колонн

показаны на
рисунке1
. Наиболее простая колонна получается из одного прокатного двутавра (рис.
б
); однако вследствие относительно небольшой боковой жесткости такая колонна рациональна в тех случаях, когда в плоскости меньшей жесткости есть дополнительные раскрепления (связи). Наиболее распространены составные двутавровые сечения (рис.
в
), они жестки в обоих направлениях и достаточно просты в изготовлении. По затрате наиболее экономичны колонны трубчатого сечения (рис
. г
). В последнее время получили широкое распространение колонны из широкополочных двутавров. Впервые они были использованы в США в 1980-х годах при строительстве высотных зданий, и с тех пор активно применяются в промышленном, гражданском и коммерческом строительстве в качестве балок, колонн и перекрытий. Это сечение обладает достаточно высокой жесткостью как в плоскости, так и из плоскости стенки и является весьма экономичным. Другие сечения (рис.
д
)применяются относительно редко.

Рис. 1 Сплошные колонны

а – общий вид; б-д – типы сечений

Типы сечений стержней для сквозных колонн

показаны на
рисунке2
, где показано также соединение ветвей, которое может быть выполнено при помощи раскосов (решетки) или планок. Соединение ветвей колонны раскосами придает стержню большую жесткость, поэтому такие колонны применяют при значительных нагрузках, а также при возможных незначительных отклонениях продольной силы (не учитываемых расчетом) с оси стержня.

Рис. 2 Типы сечений и соединений ветвей сквозных колонн

Прочность стержня сквозной колонны, если ее ветви ослаблены какими-либо отверстиями (например, при креплении раскосов или планок заклепками или болтами), проверяют по формуле

Где
N – расчетная продольная сила,Fнт – площадь нетто ветвей колонны.
Стержень колонны должен быть также проверен на устойчивость. Если сечение стрержня состоит из двух ветвей, то ось, пересекающая ветви, называется материальной, а ось пересекающая раскосы или планки – свободной. В сечении, состоящем из четырех вервей, обе оси свободные.

ВНЕЦЕНТРЕННО-СЖАТЫЕ КОЛОННЫ

Особенность внецентренно-сжатых колонн – воздействие на них одновременно продольной силы и изгибающего момента. Вследствие этого их сечения (в отличии от центрально-сжатых колонн) принимают боллее развитыми в плоскости действия момента (увеличивают высоту сечения) и часто несимметричными, так как от действия момента одна сторона сечения догружается, а другая – разгружается. Применяются колонны сплошного сечения и сквозные, постоянного сечения по высоте и переменного.

Сплошные колонны.

Для колонн с небольшими усилиями, а также в случаях, когда изгибающий момент может действовать как в одну сторону, так и в другую, применяют симметричные сечения (рис. 3 а). При больших усилиях с односторонним моментом чаще проектируют н есимметричные сечения различного вида (рис.3 б).

Рис. 3 Сечения внецентренно-сжатых сплошных колонн

а – симметричные; б-несимметричные

Сквозные колонны.

Распространенные типы сечений сквозных внецентренно-сжатых колонн показаны на рис.4. Наличие изгибающего момента вызывает существенную поперечную силу, поэтому ветви внецентренно-сжатых колонн соединяют обычно раскосной решеткой. Симметричные сечения стержней колонн применяют при небольших усилиях или в тех случаях, когда изгибающие моменты действуют в обе стороны. При одностороннем моменте ветви колонн нагружаются неодинаково и более рациональны несимметричные сечения. Ширина обеих ветвей часто принимается одинакой для удобства крепления раскосов решетки.

Рис. 4 Сечения внецентренно-сжатых сквозных колонн

а – симметричные; б-несимметричные

Сквозная колонна работает как ферма с параллельными поясами: расчетные усилия колонн Nи M раскладываются по поясам, где возникают только осевые продольные усилия. Решетка колонны воспринимает усилия от поперечной силы фактической или условной (если условная окажется больше фактической).

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 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).

В каких сферах применяются металлические колонны

Металлические конструкции (колонны) активно используются в современном строительстве. Среди их основных преимуществ можно отметить легкость монтажа, небольшой размер и повышенный уровень прочности. Есть несколько сфер, в которых этот тип конструкций наиболее популярен:

• Промышленные здания. В цехах с помощью легких и тонких колонн можно создать несущие конструкции и сэкономить площадь помещения.
• Многоэтажные здания. Сооружения выполняют роль поддержки и обеспечивают современный облик при выполнении основных задач.
• Мосты и перекрытия. С помощью металлических колонн можно обеспечить поддержку даже с внушительной нагрузкой.

Помимо этого, нередко конструкции используются для дизайнерского оформления самых разных построек. Из металла создают разнообразные колонны в любой стилистике.

Требования к качеству материалов

Насколько прочной, надежной и долговечной получится конструкция, зависит не только от соблюдения технологии, но и от качества используемых материалов. В первую очередь это касается бетонной смеси.

Обратите внимание! Согласно СП 52-103-2007, минимальный класс бетона для колонн сечением 30 см и более – В25, максимальный – В60.

При самостоятельном замешивании для получения качественного бетона М400 класса В30 используют следующие пропорции компонентов:

• Цемент М400 – 1 часть;
• Песок – 1 часть;
• Щебень или гравий – 2,5 части.

После перемешивания к сухим ингредиентам добавляется вода в таком количестве, чтобы получилась однородная подвижная смесь.

Дополнительно в состав можно ввести пластифицирующие добавки, облегчающие укладку, или фиброволокна, повышающие прочность материала. Колонны из фибробетона лучше противостоят внешним воздействиям, на них образуется меньше усадочных трещин.

При большом объеме работ проще и быстрее заказать готовый бетон и закачать его в опалубку с помощью бетононасоса.

Каждая отправляемая потребителю партия бетонной смеси должна иметь паспорт со следующими сведениями:

• Номер документа;
• Наименование предприятия-изготовителя;
• Дата и время отправки;

Это важно! Бетон должен быть доставлен на строительную площадку не позднее, чем через 90 минут после отправки. При транспортировке он должен быть защищен от солнечных лучей, ветра и атмосферных осадков.

• Вид бетонной смеси;
• Класс прочности на сжатие;
• Наибольшая фракция заполнителя;
• Объем и вид добавок;
• Гарантийные обязательства изготовителя.

Типы металлических колонн

Виды металлических колонн можно условно разделить на две классификации. Первая подразумевает варианты по сечению, это определяет форму конструкции:

• Двутавровые. Изготовленные по этому типу сечения колонны сделаны в виде буквы Н. Они могут быть разного размера и выдерживают внушительную нагрузку, при этом располагаясь на минимальной площади.
• Прямоугольные. Классические колонны, полые внутри, могут выполнять роль несущих конструкций для разнообразных сооружений.
• Круглые. Именно этот вариант чаще всего используется в качестве декоративного. Круглое сечение позволяет в дальнейшем обрабатывать форму любым образом.

По функционалу все варианты конструкций условно можно разделить на основные и вспомогательные. Первые являются несущей основой здания, важно из чего состоит колонна. Именно на нее приходится вся нагрузка. Чаще всего конструкция простая, а в качестве материалы используются самые прочные и долговечные сплавы. Вторым вариантом являются вспомогательные колонны.

Они могут быть дизайнерскими и выступать в роли украшения. Есть возможность использовать разные размеры колонн и формы сечения, добавлять любые декоративные элементы, это может быть даже сквозная колонна.

В зависимости от предназначения определяется гибкость колонны. Несущая обязательно должна быть прочной и с минимальным значением этой характеристикой. Когда речь идет о декоративной конструкции, специально подбирают сплав, который позволяет реализовать любые дизайнерские идеи.

Древнегреческие колонны

Наиболее выразительную декоративную обработку колонны и ее части приобретают в античной Греции. Здесь развитие шло также от деревянной стойки. Будучи чисто конструктивной частью здания, колонна начинает получать и декоративное значение в зданиях общественного характера.

На Крите — в Фесте, в Кнассе — в Микенах, Таринфе и других местах в постройках второго тысячелетия до нашей эры сохранились каменные в больших парадных зданиях общественных поселений и в т. н. «мегаронах» (жилых помещениях).

Колонны этой эпохи любопытны тем, что их ствол тоньше внизу и утолщается наверху у капители.

Колонны более поздние (архаич. Греции) — деревянные, уточняются же кверху. Подобных колон не сохранилось, и они известны лишь по изображениям.

Этот тип переходит уже непосредственно к колонне дорического стиля, затем слегка видоизменяется в стилях ионическом и коринфском в Греции и наконец служит прототипом для выработки различных ордеров и стилей.

Источник barinshop.ru