Свойства и характеристики колонн из железобетона
Железобетонные колонны производятся на основе армированного бетона. Это вертикальные изделия с различным сечением, используемые для формирования рамного или связного каркаса. При выборе колонн необходимо определиться с типом конструкции и ее назначением, этажностью здания, планируемыми нагрузками, результатами проведенных геологических изысканий, климатическими условиями. При этом все колонны обладают следующими свойствами:
- сейсмоустойчивость;
- устойчивость к деформационным нагрузкам, механическому, ударному воздействию (в пределах расчетных нагрузок);
- несущая способность (рассчитывается в зависимости от назначения);
- стойкость к заморозкам;
- влагостойкость.
При выборе колонн с необходимыми свойствами необходимо учитывать такие данные:
- геологические изыскания, проводимые на участке будущего строительства;
- климатические условия, уровень осадков;
- высота грунтовых вод, промерзание почвы;
- этажность строения и его основное назначение;
- предполагаемые нагрузки (вертикальные/продольные);
- другие условия, которые могут иметь значение при выборе изделий.
При этом надо учитывать, что основной характеристикой является несущая способность. Чем большим будет это значение, тем меньшее количество опор из железобетона можно использовать при строительстве здания. Обычно колонны с самым большим значением несущей способности используются для монтажа подвалов, цокольных и первых этажей зданий, для промышленных цехов.
Железобетонные колонны и их конструкция, особенности
Строители уже давно освоили такой тип конструкций, как железобетонные колонны. Они удачно используются при возведении самых разных типов строений. Прежде всего эти конструкции играют роль опорного элемента, который принимает на себя большую часть нагрузки.
Характеристики конструкции
Каркас здания просто не может быть возведён, если не использовать железобетонные колонны. Они играют не менее важную роль, чем, например, ригели, прогоны и другие конструкционные элементы. Длину обычно стараются выбирать так, чтобы она соответствовала высоте двух этажей в здании, которое возводится. Сами строения с этими конструкциями могут быть абсолютно разными. Например, даже гаражи, склады и обычные дома.
Процесс кладки и разновидности конструкций
Когда происходит сама кладка, то прогоны и ригели соединяются с бетонной плитой. Это сооружение становится просто незаменимым помощником при стройке любого характера. Вообще, бетонные плиты делятся на два типа, если они устраиваются под параболические лотки из бетона. Например, железобетонные колонны могут относиться к классу свай-колонн. Или к классу стоек-колонн. В фундамент стаканного типа погружаются стойки-колонны.
Дополнительные характеристики и обозначения
Только ГОСТы становятся источником информации о габаритах такого изделия, как железобетонные колонны. Это характерно для всех конструкций из железобетона. К примеру, речь идёт о свае-колонне, если встречается такое обозначение, как СК. 40.2. 5-1. Сваи-колонны обладают шириной в 200 мм, а длиной – 4000 мм. 450 миллиметров – ширина, которой обладает наголовник. Он является первым по несущей способности. Длина лотков, которые опираются на колонны, определяет разделение по группам самих колонн. Существуют две основные группы – под лотки 6 метров и 8 метров длиной.
Требования и особенности
Если говорить о таких конструкциях, как железобетонные колонны зданий, то они, прежде всего, должны предоставлять возможность укладывать, транспортировать и перемещать их. Кроме того, должна присутствовать определённая скорость, с которой эти изделия затвердевают. Производители должны делать всё возможное, чтобы оптимизировать расход цемента и снизить общую стоимость. Жёсткие требования выдвигаются и к арматуре. Она должна создавать хорошее сцепление с бетоном. Только это позволяет приобретать свойства, характерные для всех конструкций из железобетона.
На что ещё стоит обратить внимание?
Помимо всего прочего, все предметы арматуры должны обладать достаточно высокой усталостной прочностью. Ведь монтаж железобетонных колонн производится с тем учётом, что они прослужат долгое время. Низкие показатели должны быть у распорности арматуры в бетоне. Естественно, изделия из такого материала должно иметь высокую сопротивляемость к коррозии. Если железобетонные конструкции начинают разрушаться изнутри, нет ничего хуже. Именно прочностные характеристики, не раз проверенные на практике, позволили таким сооружениям приобрести широкую известность и популярность.
fb.ru
Свойства и характеристики
Любая железобетонная колонна должна соответствовать определенным параметрам и нормативным показателям. Для конкретного строительства выбирают изделия по таким критериям: количество этажей будущего строения, назначение здания, погодная обстановка и климатические особенности региона, конкретные расчеты предполагаемых нагрузок и т.д.
Основные свойства и характеристики колонн:
- Высокий показатель сопротивляемости к воздействию внешнего влияния
- Соответствие указанным в документации несущим характеристикам
- Способность сохранять первоначальные свойства во влажной среде
- Стабильность к сейсмическому негативному воздействию
- Стойкость к минусовым температурам
- Длительный срок эксплуатации
- Жесткость и прочность – способность выдерживать ударные, деформационные, механические нагрузки
Основное свойство любой железобетонной колонны – несущая характеристика изделия. Чем выше параметр, тем ниже располагаются опоры в здании. Сборные ЖБ колонны с самым высоким показателем несущей способности располагаются в одноэтажных промышленных объектах, на нижних этажах многоэтажных сооружений, в подвальных помещениях.
Если строится здание с количеством этажей больше одного, используют колонны с консольными выпуклостями, которые находятся на уровне 3 метров. Это отметка окончания этажа, по которой монтируют перекрытия для возведения каждого следующего уровня.
Каркасы зданий в гражданском строительстве
Каркас представляют собой систему, состоящую из стержневых несущих элементов — вертикальных (колонн) и горизонтальных балок (ригелей), объединенных жесткими горизонтальными дисками перекрытий и системой вертикальных связей.
Основное компоновочное преимущество каркасных систем в свободе планировочных решений, в связи с редко расставленными колоннами, имеющие укрупненные шаги в продольном и поперечном направлениях. Системе присуще четкое разделение на несущие и ограждающие конструкции. Несущий остов (колонны, ригели и диски перекрытий) воспринимает все нагрузки, а наружные стены выполняют роль ограждающих конструкций, иногда воспринимая только собственный вес ( самонесущие стены). Это дает возможность применять материалы прочные и жесткие — для несущих элементов каркаса, и тепло — звукоизоляционные материалы — для ограждающих. Использование высокоэффективных материалов позволяет добиться снижение веса здания, что положительно сказывается на статических свойствах здания.
Каркасы, применяемые в гражданском строительстве, можно классифицировать по следующим признакам:
Особенности процесса
Металлические колонны устанавливаются при помощи спецтехники.
По крайним углам дома (в местах наименьшей нагрузки) колонны можно выполнить из стальных квадратных труб с общим сечением в пределах 150 мм, которые соединяются с основанием и потолочной поверхностью с помощью анкеров.
Единственным недостатком использования такого типа колонн является их достаточно сложная установка (с помощью крана). Это не всегда целесообразно при самостоятельной установке и бетонировании колонн.
В роли колонн могут также выступать небольшие по площади кирпичные стены. На верандах и крыльце можно использовать колонны из оцилиндрованного бревна или деревянного бруса. На бетонном основании их фиксируют путем установки в заранее закрепленные с помощью анкеров стальные стаканы с последующим бетонированием.
Укладка бетонна в колонны: а- до 5 м; высотой более 5 м; в- с густой арматурой; г- схема опалубки со съемным щитом; 1 – опалубка; 2- хомут; 3- бадья; 4- вибратор с гибким валом; 5 – приемная воронка; 6- звеньевой хобот; 7- навесной вибратор; 8, 9- карманы; 10- съемный щит.
В большинстве случаев здесь выполняются колонны определенного (расчетного) сечения с металлическим армированным каркасом, которые отливаются из бетона с использованием инвентарной опалубки.
Заливка бетонных колонн – ответственное мероприятие, требующее определенных знаний и умений исполнителя работ. В идеале заливку колон бетоном необходимо производить в один прием во избежание появления промежуточных холодных швов.
При этом важно проследить, чтобы холодный шов колонны имел строго горизонтальное положение. В противном случае колонна будет подвержена разрушению
Список инструментов
Для проведения эффективной заливки колонн бетоном понадобится следующий набор инструментов и строительного оборудования:
Бетононасос необходим при возведении колонн.
- уголок с прямым углом;
- деревянные распорки с кольями;
- уровень (можно использовать водяной);
- шурупы (по возможности с использованием шуроповерта) и гвозди;
- молоток (кувалда);
- металлическая проволока;
- армированные стержни (или сетка);
- доски с максимальной шириной (для создания щитов опалубки);
- наружный или внутренний вибраторы (или бетононасос), который по необходимости можно заменить металлическим прутом;
- рулетка;
- бетономешалка (или какое-либо оборудование для выполнения замеса бетонного раствора);
- анкерные болты;
- различные виды хомутов;
- металлический прут.
Особенности расчета
Многие технические параметры перед работой с колонной подлежат тщательным расчетам в процессе составления проекта. Специалисты советуют для производства применять бетонные смеси с маркировкой от В15 до В25. А вот для продуктов, которые применяют при строительстве малоэтажных помещений, используют бетон марки В30.
Изначально воспользовавшись расчетами, нужно выяснить площадь сечения бетонного продукта. Данный показатель поможет сберечь однородность сжатия. Формула для расчета этого показателя – F/Rb=А:
- сила сжатия F;
- крепость бетона при сжатии Rb.
Когда показатель площади найден, необходимо узнать, беря во внимание параметры, отвечающие за условия функционирования, правильность установки и другие показатели, которые могут увеличить размер сечения. Необходимые расчеты отличаются повышенной сложностью, поэтому достаточно часто возникают непредвиденные ошибки
Поэтому рекомендуется выполнять их не вручную, а при помощи специального оборудования. Хотя, если очень нужно, можно выполнить и без специальной техники.
Однако стоит помнить, что расчет берет во внимание не только крепость опоры, но также и вероятность ее связи с цоколем и плитами перекрытия сооружения. По данной причине желательно повысить расчетное сечение, чтобы выполнить усиление железобетонных балок
Металлические колонны
Здравствуйте, уважаемый читатель блога, если вы планируете строить здание, в котором по проекту заложены металлические колонны, то данная статья будет вам полезна. Я поделюсь своим опытом по сотрудничеству с заводами изготовителями металлоконструкций и их монтажу.
Металлические колонный рассчитываются проектировщиками. Расчет колонн самый ответственный процесс так как эти элементы принимают всю суммарную нагрузку от кровли, плит перекрытий покрытий, внутренних отделочных материалов, оборудования, климатические нагрузки и передают их фундаментам. Вы наверно слышали такие истории, когда здания рушились из-за того, что колонны не выдерживали вес от снега — это все просчеты проектантов.
Если вы собрались построить у себя дома навес под машину или дом с металлическим каркасом, то вам необходимо знать формулу расчётов сечение стоек, а не спрашивать у соседа по участку. Формула для расчета центрально-сжатого элемента, колонны, имеет такой вид:
F = N/Ry
Я не буду рассказывать, как рассчитывать, статья не об этом, просто примите к сведению, что есть формулы для расчета.
Навряд ли я ошибусь, если скажу, что вы никогда не видели металлические колонны. Здания с этим элементом конструкций стоят в любом городе это торговые центры, бассейны, спортзалы, склады, ангары и административные здания. Строительство здания из металлоконструкций имеют ряд преимуществ перед монолитными и каменными, прежде всего это скорость возведения.
Металлические колоны состоят из таких основных частей как база, стержень и оголовок.
- База крепится к фундаменту с помощью анкерных болтов или приваривается к закладной детали фундамента.
- Стержень средняя часть колоны, которая передает нагрузки от оголовка в базу, стоит между ними.
- Оголовок верх колоны на который опираются балки покрытия, принимает все внешние нагрузки.
Кроме основных металлических колон которые принимают нагрузку от веса здания, есть и вспомогательные колонны, которые применяют для монтажа сэндвич панелей, монтажа лестниц.
В большинстве зданий с металлическим каркасом стены делают из сэндвич панелей, для их крепления устанавливают фахверковые колонны. Это колонны, которые крепятся к основным колонам или между ними.
Фахверковые колонны принимают нагрузку только от веса сэндвич панелей, крепят их с помощью саморезов по металлу длиной от 100 до 200 миллиметров. Почему нельзя крепить панели к основным металлическим колонам? Потому что толщина металла у них такая, что невозможно никаким саморезом их просверлить.
При изготовлении колонн применят металлические листы различной толщины из которого делают базу, оголовок, косынки и ребра жесткости.
В зависимости от вида сечения металлических колон стержень делают из такого профиля как:
- горячекатаный двутавр
- профильные прямоугольные трубы
- круглые трубы.
Как выше было сказано толщина стенки профиля и их размеры берутся из расчетов проектировщиков.
Металлические колонны изготовление
Прежде чем рассказать о своем опыте работы между заводом и строителями хотел бы посоветовать надежного изготовителя металлоконструкций ООО «Строительные конструкции» https://ск37.рф
Как проходит процесс сотрудничества между монтажниками строительной организацией и изготовителем металлоконструкций? Строители выбрав завод заключают договор и передают им проекты КМ (конструкции металлические).
Проектировщики завода по данному проекту готовят чертежи КМД (конструкции металлические детали) и передают их в свое производство.
Все сроки обозначены завод работает, на строительной площадке идет монтаж фундаментов, на которые поставят металлические колонны, в теории все должно получиться, но реальность вносит свои коррективы.
В реальности первый фактор срыва сроков — это конечно задержка оплаты заводу строительной фирмой за изготовление металлоконструкций. В свою очередь строителям задерживает оплату заказчик. Это влечет за собой такие последствия как заводу не на что купить металл и быстро выполнить заказ.
В моей практике было такое что доставляют металлоконструкции на строительную площадку покрашенные только грунтовкой. В проекте прописано покраска должна осуществляться только в заводских условиях, заказчик заставил отправить все конструкции обратно на завод. Конечно это было наше упущение не обговорили этот момент с заводом, в итоге сроки строительства отодвинулись.
Ну и часто бывает так что не которые элементы такие как связи не совпадают по размерам или соединительным отверстиями с металлическими колонами, балками. Хорошо, когда можно исправить и технадзор закрывает глаза на то что это все делается не на заводе, а если нет и приходится эти элементы отправлять
klyshko.ru
Не классические колонны
Колонны используются во многих стилях и каждый из них придает элементам декора свои неповторимые особенности. Рассмотреть особенности всех направлений в одной статье не представляется возможным, поэтому мы перечислим несколько стилей, отличающихся самыми необычными колоннами.
Египетский стиль характеризуется оригинальными росписями в богатой цветовой гамме на ровной поверхности колонн, или же оригинальной формой, напоминающей о растительных предшественниках. Древние египтяне делали первые стойки из связанных вместе пучков папируса, залитых жидким илом для связки.
Этнические стили отличаются оформлением внутреннего убранства помещений элементами украшения традиционных жилищ разных народов. Декор колонн в интерьерах этно разнообразен, так как национальных мотивов существует множество.
Барокко или рококо пользуются большой популярностью и сегодня в роскошных апартаментах. Некоторые элементы декора в этих стилях повторяют детали античных колонн, но их основные особенности – это криволинейные формы, характерные для венков, гирлянд, морских раковин, повышенная динамичность и беспокойный ритм.
Стиль модерн, отличающийся ассиметрией, изогнутостью и плавностью линий, растительными мотивами и орнаментами. Модерн открыл богатые возможности для проявления фантазии архитекторов и дизайнеров и позволил создать множество вариантов уникального оформления колонн в интерьерах. На нашем сайте вы можете познакомиться с фотографиями самых знаменитых интерьеров модерна.
Колонны на Руси
В архитектуре восточных народов колонна близка к средневековой, но в общем более тонка и имеет иной формы капители.
В русском средневековом зодчестве колонн в полном смысле этого слова не было. Были столбы, иногда с закругленными углами — в зодчестве Пскова.
Итальянцы, строившие в Москве, дали образцы колонн в своих постройках Успенского собора и Грановитой палаты. В деревянных постройках применялись столбы круглого сечения, но с «перехватами», расчленявшими столб на отдельные части. Эти приемы обработки применялись затем и в каменном зодчестве для обработки круглых или граневых столбов, заменявших их.
В редких случаях встречаются круглые колонны., напоминающие романские типы, а в конце 17 в. появляются искажённые, сильно упрощенные типы античного образца. В архитектуре периода ренессанса Италия «возрождает» тип римских, но первое время не соблюдая классических пропорций.
В раннем ренессансе нередко можно встретить колонны с орнаментированными и сильно расчлененными стволами еще почти средневекового характера. В последующем развитии колонна ренессанса становится все ближе к римским, и наконец теоретики архитектуры Дш. да Виньона, Палладио и др. вырабатывают свои ордера на базе пропорций римских построек. Но в применении колонн зодчие ренессанса допускали приемы, не применявшиеся римскими: удвоение, постановку рядом одного ордера, но разных масштабов, опору архивольтов непосредственно на капитель.
Все эти приемы являются пережитками средневековья, которые сочетались вместе с античными ордерами, внося в них больше разнообразия. Архитектура барокко со своим стремлением к живописной игре светотеней пытается усложнить очертание, изгибая ее ствол спиралью, нарушая тем выражение ее конструктивности, или нанизывая на ствол кольца или квадры в виде рустов. Последний прием был особенно распространен во Франции, где Филибер-де-л Орм изобрел новый ордер с подобными «окольцованными» колоннами.
Тонкие колонны могут быть опасны
Однако если мы сделаем столбец прямоугольным, т.е. широким, но не очень толстым, чтобы его можно было спрятать в стене, то колонна может иметь высокую прочность в направлении стены но не под прямым углом к стене.Типичная современная прямоугольная «тонкая» колонна может иметь ширину 30 см, но толщину всего 15 см, что делает ее значительно слабее.
Чтобы компенсировать слабость тонких колонн, дизайнеры могут размещать прямоугольные колонны под прямым углом друг к другу в разных частях здания, однако это не замена использованию квадратных колонн. Они также обычно ставят шесть стальных стержней вместо четырех в тонкие колонны, что действительно помогает, но обычно они имеют меньший диаметр, чтобы попытаться вставить их в бетон. Любой инженер скажет вам, что достаточно уменьшить диаметр стального арматурного стержня на очень небольшую величину, чтобы значительно снизить его прочность.
К сожалению, у тонких колонн есть и другие серьезные недостатки.
Кислород в воздухе может проникать в бетон на расстояние 6-7 см и окислять (ржаветь) арматурную сталь. Рекомендуется, чтобы арматурная сталь в конструкционном бетоне была покрыта слоем толщиной не менее 6 см, чтобы предотвратить ржавление стали
Это особенно важно в пределах 50 км от моря из-за наличия соли в воздухе. Если наша колонна имеет толщину всего 15 см, и у нас есть 6-сантиметровое покрытие из бетона поверх стали, у нас остается только 3 см для размещения наших двух слоев стальных стержней
Очевидно, что невозможно построить бетонную колонну толщиной 15 см с достаточным бетонным покрытием, чтобы должным образом защитить стальные арматурные стержни.
Типичная стена имеет толщину всего 15 см и имеет слой штукатурки (цементной штукатурки), вероятно, толщиной около 0,5 см, которая покрывает стену, чтобы сгладить ее. Эта штукатурка наносится как на колонну, так и на кирпичи или цементные блоки, которые образуют стена между колоннами. Для этого столбцы можно сделать еще тоньше, теперь мы уменьшили толщину столбцов до 14 см.
Залить бетонные колонны непросто, потому что бетон нужно заливать сверху вниз в опалубку — обычно в «форму» из фанеры глубиной 3 метра. Бетон не должен быть слишком влажным, а мелкие камни в бетоне должны проходить сквозь арматурные стержни на своем пути вниз. Бетон должен подвергаться вибрации во время процесса, чтобы убедиться, что бетон достигает дна формы и что все воздушные зазоры заполнены. Это достаточно сложно с квадратной колонной, но намного сложнее с колонной толщиной 15 см. Тонкие колонны часто страдают от плохой конструкции.
Если вы хотите убедиться, что ваше здание безопасно, лучше всего использовать квадратные колонны.
Железобетонные колонны и их виды
Ранее отмечалось, что колонны употребляются для возведения разных объектов, поэтому эти изделия разделяются на виды по разным параметрам.
Внешний вид
По внешности колонны разделяют на:
- консольные;
- бесконсольные.
Изделия консольного типа используются в том случае, если требуется произвести установку, используя мостовые краны. Если же необходимо провести монтаж без кранов, то используется бесконсольный тип.
Поперечное сечение
Опоры по этому параметру подразделяются на:
- прямоугольные;
- квадратные;
- круглые.
Чтобы выбрать правильный тип, необходимо учитывать нагрузку и предполагаемое назначение изделия. Например, в местах, где главную роль играет декоративная функция, используются изделия с круглым сечением.
Технология изготовления
Согласно стандартам ГОСТ, опорные элементы создаются двумя способами:
- Монолитное бетонирование – методика, которая позволяет изготавливать колонны во время строительных работ.
- Сборные железобетонные колонны – производятся в промышленных масштабах и доставляются на стройплощадку. Затем строители при помощи техники совершают крепление.
Месторасположение
Ж/б колонны по месторасположению бывают:
- средние;
- крайние;
- фасадные;
- декоративные.
Следует отметить, что декоративные колонны употребляются как украшение, и почти не несут нагрузки. Однако их можно заменить фасадными элементами – они выступят и опорой, и одновременно выполнят декоративную функцию.
Средние и крайние опоры употребляются для усиления перекрытий. Разница между ними заключается в том, сколько креплений подразумевает опора. Так, крайние колонны обладают только одним выступом, а средние – двумя.
