Из чего делают металлические колонны

Обновлено: 20.09.2024

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.

Металлические колонны

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.

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.

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

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

Проектирование металлических колонн

Металлические колонны промышленных и гражданских зданий

Стальные колонны являются несущими элементами металлического каркаса здания, воспринимающие основные нагрузки на здание или сооружение. Стальная колонна состоит из базы, оголовка и стержня колонны.

2. Оголовок колонны;

3. Сечение колонны.

РАСЧЕТ КОЛОНН

Проектирование колонн начинают с расчетов. Могут работать как центрально-сжатые стержни, а могут как сжато-изгибаемые элементы. Смотрите соответствующие страницы сайта:

Далее разрабатывают схему расположения колонн. Это может быть схема раздела КМ или КМД. Если объект простой, то это может быть схема в разделе АС.

ЧЕРТЕЖИ

Образец оформления схемы расположения колонн смотрим на странице:

Если мы делаем раздел КМ (Конструкции металлические), то можно ограничиться схемой расположения колонн и узлами. Узлы для схемы КМ смотрите на страницах с колоннами (Список ниже). Но если мы делаем КМД (Конструкции металлические деталировочные), то придется еще и отправочный марки разрабатывать. Без чертежей колонн тут не обойдешься, а так как колонны бывают разные, разложим их по категориям:

2. ЧЕРТЕЖИ — Колонны — одноветвевые сквозного сечения.

3. ЧЕРТЕЖИ — Колонны — одноветвевые с консолью для мостовых кранов.

4. ЧЕРТЕЖИ — Колонны — двухветвевые.

Ниже представлена информация для общего развития.

Классификация колонн

Колонны постоянного сечения применяют при отсутствии мостовых кранов большой грузоподъемности и высотой до 9 метров.

Колонны переменного сечения более экономичны, чем колонны постоянного сечения. Используются при наличии мостовых кранов небольшой грузоподъемности (до 50 тн.)

Колонны с ветвями (двухветвевые, трехветвевые и т.д.) используются при наличии кранов большой грузоподъемности (Более 50 тн.)

Характер работы колонн

Центрально — сжатые колонны

Внецентренно — сжатые колонны

Конструкция стальных колонн

Основные конструктивные элементы:

— база (место крепления колонны к фундаменту);

— стержень (средняя часть колонны);

— консоль (участок крепления подкрановой балки);

— оголовок — верхняя часть колонны;

При проектировании колонн могут быть полезными следующие типовые серии:

№ п/п	Номер	Наименование	Примечания
1	Серия 1.423.3-8	Стальные колонны одноэтажных производственных зданий без мостовых опорных кранов.	Смотреть
2	Серия 1.424-2	Стальные колонны одноэтажных производственных зданий, оборудованных мостовыми кранами.	Смотреть
3	Серия 1.424-4	Стальные колонны одноэтажных производственных зданий.	Смотреть
4	Серия 1.424.3-7	Стальные колонны одноэтажных производственных зданий, оборудованных мостовыми опорными кранами.	Смотреть

Металлические колонны одноэтажных зданий проектируют с постоянным или переменным сечением. Колонны переменного сечения имеют сплошное постоянное сечение надкрановой части, а подкрановая часть может быть сплошного или сквозного сечения.

Колонны сквозного сечения проектируют с ветвями, которые соединяются решеткой. Раздельные колонны проектируют из независимо работающих шатровой и подкрановой ветвями. Если колонны работают на центральное сжатие, при этом изгибающие моменты незначительны, то применяют колонны сплошного сечения, которые выполняют из широкополочных прокатных или сварные двутавров. При изготовлении сквозных колонн используют двутавры, швеллеры и уголки.

Рис. 1. Типы стальных колонн: а, б — постоянного сечения; в – переменного сечения; г — раздельного типа; д — сечение сплошных колонн; е — то же сквозных

В зданиях без мостовых кранов, а также здания с мостовыми кранами грузоподъемностью до 20 тн. высотой до 8,4 м применяют стальные унифицированные колонны постоянного сечения из сварных двутавров с высотой стенки 400 и 630 мм (рис.1 а, б). В зданиях высотой 10,8 … 18,0 м, с кранами грузоподъемностью до 50 тн используют унифицированные колонны, которые проектируют из двух частей: подкрановой и надкрановой (рис.1 в). Для зданий, имеющих высоту более 18 м с мостовыми кранами грузоподъемностью 75 тн. и более, стальные колонны проектируют по индивидуальным проектам. Раздельные колонны применяют в зданиях с мостовыми кранами (125 тн. и более).

Колонны крепятся к фундаменту за счет нижней части в которой предусмотрена стальная база колонны (башмак). Базы колонн крепят к фундаментам анкерными болтами, которые предусматривают в фундаментах при их изготовлении.

Виды колонн из металла: из чего состоит колонна

Разнообразные металлические колонны активно используются в современном строительстве. Они могут быть в роли несущих или декоративных сооружений в зависимости от проекта. Основное отличие конструкций в том, что они обладают повышенной прочностью и легко монтируются. Крепление колонны к фундаменту позволяет обеспечить надежность и способность выдерживать внушительные нагрузки.

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.

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.

Соединение и монтаж колонн

Изначально необходимо создать фундамент под металлическую колонну. В зависимости от тяжести здания выбирается тип основания, это может быть ленточный, свайный или же монолитный.

После этого монтируется база колонны. Она устанавливается в фундамент, а после заливается. Затем монтируется ствол и капитель, это классический вариант монтажа любых колонн. Достаточно редко встречаются части колонны из металла, лишь в том случае, когда конструкция действительно внушительных размеров. В большинстве ситуаций это цельный вариант, монтаж которого происходит по единому алгоритму. Колонна поднимается, наводится и опускается на основание, а затем происходит закрепление.

При использовании конструкции в качестве несущей для тяжелых зданий, может понадобиться добавить узлы металлических колонн, они бывают разными:

Стойка соединяется с фундаментом при помощи базы. Может осуществляться крепление с помощью болтов или специальных замков.
Сопряжение основных балок, когда необходима большая длина и ее сложно создать в виде единой конструкции.
Соединение с опорой. Оно должно быть организовано таким образом, чтобы равномерно распределялся вес на все несущие конструкции.

В зависимости от требований конкретного объекта осуществляется расчет металлической колонны. Учитываются размеры, прочность сплава, а также необходимые особенности конструкции. В результате для каждого здания используется свой тип колонн и применяется разработанная для них система монтажа.

Металлические конструкции активно используются в самых разных сферах строительства. Они актуальны для жилых, коммерческих и промышленных зданий любых размеров. Большое разнообразие сплавов, форм и конструкций позволяет подобрать оптимальный вариант к архитектурному плану. Нередко именно благодаря этим элементам удается создать максимально функциональный и привлекательный по внешнему виду проект.

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.

Мы надежная компания, в основе деятельности которой – правила честной конкуренции и жесткого контроля качества услуг.

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

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:

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:

Читайте также: