Металлическая колонна с консолью
Обновлено: 27.04.2024
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.
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.
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.
Стальные колонны в промышленных зданиях
Железобетонные колонны в промышленных зданиях
По положению в здании колонны подразделяются на крайние и средние.
К крайним колоннам с наружной стороны примыкают стеновые ограждения.
Для производственных зданий пролетного типа разработаны типовые колонны сплошного прямоугольного сечения (одноветвевые) и сквозного прямоугольного сечения (двухветвевые).
Колонны сплошного прямоугольного поперечного сечения подразделяют на типы :
- К – для каркасов зданий без мостовых кранов;
- КК – для каркасов зданий, оборудованных мостовыми электрическими опорными кранами;
- ККП – для каркасов зданий, оборудованных мостовыми электрическими кранами, с проходами в уровне крановых путей.
Колонны сквозного сечения подразделяют на типы :
- КД – для каркасов зданий, оборудованных электрическими опорными кранами;
- КДП – для каркасов зданий, оборудованных мостовыми опорными кранами, с проходами в уровне крановых путей.
Колонны предназначены для применения в зданиях :
- расположенных в I–IV географических районах по скоростному напору ветра и по весу снегового покрова;
- с неагрессивной, слабо; и среднеагрессивной газовой средой;
- отапливаемых – без ограничения расчетной зимней температуры наружного воздуха;
- неотапливаемых – при расчетной зимней температуре не ниже –40°С;
- в сейсмических районах (в зданиях с расчетной сейсмичностью 7; 8 или 9 баллов).
Для зданий с железобетонными подстропильными конструкциями высота колонн принята на 600 мм меньше, чем для зданий, в которых применяются только стропильные конструкции.
Колонны рассчитаны на вертикальные нагрузки от веса покрытия, фонарей, коммуникаций, навесных стен, собственного веса, от снега, подвесных и мостовых опорных кранов, а также на горизонтальные (ветровые, сейсмические и температурные) воздействия.
Колонны спроектированы из тяжелого бетона классов В15–В40.
Основная рабочая продольная арматура в колоннах без предварительного напряжения – стержневая из горячекатаной стали периодического профиля класса А III.
Все колонны предназначены для применения в случаях, когда верх фундамента имеет отметку – 0,150.
Во всех колоннах в местах опирания стропильных конструкций и подкрановых балок, в крайних колоннах – на уровне швов стеновых панелей, в связевых колоннах – в местах примыкания продольных связей устраивают закладные элементы, заанкеренные в бетон или приваренные для фиксации положения к рабочей арматуре.
Закладные элементы в местах опирания подкрановых балок и стропильных конструкций состоят из стального листа с пропущенными сквозь него анкерными болтами.
Бетон под ними усиливается косвенными армированными сетками.
При стальных фермах и подкрановых балках опорные закладные элементы несколько видоизменяются – лист усиливается плитой, рассчитанной на сосредоточенное давление опорных ребер, и меняется расстановка анкерных болтов.
Стальные подстропильные фермы крепятся к стальным надопорным стойкам.
Длину колонн подбирают с учетом высоты цеха и глубины заделки фундамента.
Железобетонные колонны для здания высотой 10,8 – 14,4 м без опорных кранов:
а – крайнего ряда; б – среднего ряда
Для соединения с фундаментом колонна заводится в стакан на глубину минус - 0,900 м.
Для крайних колонн принята нулевая привязка к продольной разбивочной оси.
Все колонны имеют прямоугольное, постоянное по высоте сечение.
Железобетонные колонны для зданий высотой 8,4 – 14,4 м, оборудованных опорными кранами:
Шаг колонн составляет 6 и 12 м.
Колонны имеют консоли для опирания подкрановых балок.
Они рассчитаны на нагрузки от покрытия до 700 даН/м 2 мостовых кранов и ветра.
Для колонн наружных рядов с шагом 6 м принята нулевая привязка, при шаге 12 м привязка равна 250 мм.
Все колонны предназначены для использования в условиях, когда верх фундаментов имеет отметку минус 0,150.
Колонны имеют прямоугольное поперечное сечение как в верхней (надкрановой), так и в нижней (подкрановой) части.
Для соединения с фундаментом колонна заводится в стакан на глубину минус 1,000 м.
Железобетонные двухветвевые колонны:
а – колонна крайнего ряда; б – колонна среднего ряда
Шаг колонн по крайним рядам 6 и 12 м, по средним только 12 м.
Шаг стропильных конструкций 6 и 12 м.
Для крайних колонн при шаге 6 м; Н ≤ 14,4 м; Q ≤ 30 т принята нулевая привязка, в остальных случаях 250 мм.
Подкрановая часть колонн двухветвевая.
Ветви связаны горизонтальными распорками через интервал 1,5–3 м.
Отметка головки кранового рельса рассчитана, исходя из высоты кранового рельса (с прокладкой) 150 мм и высоты подкрановых балок.
Для соединения с фундаментом колонна заводится в стакан на глубину минус 1,05м.
Железобетонные двухветвевые колонны с проходом в уровне крановых путей
Колонны применяются в случае необходимости устройства проходов для постоянного наблюдения за состоянием крановых путей при высоте здания до 14,4 м, пролете до 36 м, шаге по крайним колоннам 6 или 12 м, по средним колоннам - 12 м, грузоподъёмности опорных кранов до 30 т.
Привязка наружной грани крайних колонн к оси 500 мм, оси кранов к оси здания – 1000мм.
Для проходов в шейке колонны устроены лазы размером 400*2200 мм.
Колонна формуется из бетона марки 300-400.
Ветви ствола и шейки армируются сварными каркасами; подкрановый, промежуточные и нижний ригели – вязаной арматурой, собираемой из отдельных стержней.
Колонны снабжены закладными элементами для распалубки и крепления инвентарных монтажных приспособлений, опирания железобетонных или стальных подкрановых балок и стропильных конструкций, опирания и навески стеновых панелей и крепления стальных связей.
Двухветвевые колонны с проходом в уровне крановых путей
Двухветвевые колонны для зданий с мостовыми кранами
Применяют в зданиях высотой более 10,8 м.
Колонны разработаны для применения в одноэтажных зданиях с пролётами 18, 24 и 30 м, высотой от 10,8 до 18 м включительно с фанарями и без фонарей, оборудованных мостовыми кранами общего назначения грузоподъёмностью 10, 20/5, 30/5 и 50/10 тонн среднего и тяжёлого режима работы.
При шаге стропильных конструкций 6 м крайние колонны устанавливают подстропильные фермы.
Колонны рассчитаны на нагрузки от покрытия до 700 даН/м 2. , от стен, мостовых кранов и ветра.
Для крайних колонн при шаге 6 м; Н≤14,4 м; Q≤30 т принята нулевая привязка, в остальных случаях 250 мм.
Подкрановая часть колонн двухветвевая. Ветви связаны горизонтальными распорками через интервал 1,5-3м.
Отметка головки кранового рельса получена исходя из высоты кранового рельса (с прокладкой) 150 мм и высоты подкрановых балок.
Колонны запроектированы в нижней части с двумя ветвями, соединёнными распорками.
Ветви, распорки и верхняя часть всех колонн имеют сплошное прямоугольное сечение.
Для соединения с фундаментом колонна заводится в стакан на глубину -1,05 м, -0,35 м.
В двухветвевых колоннах нижняя распорка высотой 0,2 м, заводимая в стакан, имеет отверстия 0,2*0,2 м, используемые при бетонировании стыка.
При дальнейшем совершенствовании конструкции представляется целесообразным нижнюю распорку опустить на дно стакана для лучшей заделки и удобства бетонирования стыка.
Арматура колонн вязаная или в виде сварных каркасов
Колонны, устанавливаемые в средних продольных рядах у торцевых стен, снабжаются дополнительными закладными деталями для крепления приколонных стоек фахверка, а колонны, устанавливаемые в местах расположения вертикальных продольных связей каркаса, - закладными деталями для крепления связей.
Колонны изготовляются из бетона марок М 300, М 400. Рабочая арматура из горячекатаной стали периодического профиля класса А-3.
По сравнению с колоннами прямоугольного сечения двухветвевые колонны имеют повышенную жёсткость, но они более трудоёмки в изготовлении.
Двухветвевые колонны для зданий с мостовыми кранами
Железобетонные колонны прямоугольного сечения для зданий с мостовыми кранами
Колонны предназначены для одноэтажных однопролётных и многопролётных зданий с пролётами 18 и 24 м, высотой от 8,4 до 10,8 м с фонарями и без фонарей, оборудованных мостовыми кранами общего назначения грузоподъёмностью 10-20 тонн среднего и тяжёлого режимов работы.
Шаг колонн 6 и 12 м.
Колонны имеют консоли для опирания подкрановых балок.
Колонны рассчитаны на нагрузки от покрытия до 700 даН/м 2. мостовых кранов и ветра.
При опирании на колонны стальных подкрановых балок и стропильных ферм применяются усиленные закладные опорные детали, обеспечивающие лучшее распределение сосредеточенных нагрузок от стальных конструкций.
Колонны внутренних и наружных рядов, устанавливаемые в местах расположения вертикальных связей, должны иметь закладные детали для крепления связей, а расположенные у торцевых стен должны иметь дополнительные закладные детали для крепления приколонных стоек фахверка.
Железобетонные колонны прямоугольного сечения для зданий с мостовыми кранами
Для соединения с фундаментом колонна заводится в стакан на глубину -1,000 м.
Колонны армированы вязаными каркасами.
Колонны изготовляются из бетона марок М 200, М 300.
Рабочая арматура стержневая из горячекатаной стали периодического профиля класса А-3.
Железобетонные колонны прямоугольного сечения для зданий без мостовых кранов
Колонны разработаны для одноэтажных зданий без мостовых кранов с пролётами от 6 до 36 м, с фонарями и без фонарей, при высоте от уровня чистого пола до низа стропильной конструкции от 3,6 до 9,6 м.
Шаг крайних колонн только 6 м, средних 6 и 12 м в соответствии с унифицированными габаритными схемами.
Колонны могут применяться для однопролётных и многопролётных зданий с наружным и внутренним водоотводом.
В зданиях допускается применение подвесного транспорта грузоподъёмностью до 5 тонн.
Колонны не имеют консолей.
Колонны рассчитаны на нагрузки от покрытия до 520 даН/м 2.
Для крайних колонн принята нулевая привязка к продольной разбивочной оси.
В колоннах, примыкающих к торцевым стенам, должны быть предусмотрены со стороны стен закладные детали для крепления приколонных стоек фахверка.
Для соединения с фундаментом колонна заводится в стакан на глубину -0,900 м.
Колонны армированы сварными каркасами.
Кроме того, верхний конец колонны имеет косвенную арматуру в виде горизонтально расположенных плоских стальных стенок.
Колонны изготовляют из бетона марок М 200-М 400.
Железобетонные колонны прямоугольного сечения для зданий без мостовых кранов
Цилиндрические колонны из центрифугированного железобетона
Колонны из центрифугированного железобетона применяются в настоящее время в экспериментальном порядке для зданий без опорных кранов и с кранами грузоподъёмностью до 30 т.
Их внедрение позволяет по предварительным расчётам уменьшить расход бетона на 30-50% и стали – на 20-30% за счёт эффективности кольцевого сечения в статическом отношении и повышения прочности центрифугированного бетона в 1,5-2 раза по сравнению с вибрированным.
Типовое сопряжение железобетонных балок и стропильных ферм с колоннами на стальных прокладных листах, закрепляемых анкерными болтами, связано с изготовлением сложных заклодных деталей, требующих токарной обработки.
Конец крюка, заводимый в колонну, предварительно смазывается цементным раствором или клеящей мастикой.
Паз панели заполняется цементным раствором.
К стальным элементам каркаса крюк приваривается.
Колонны кольцевого сечения целесообразно устанавливать в производственных зданиях с неагрессивной средой при высоте их от пола до низа несущих конструкций от 3,6 до 14,4 м.
Пролёты 12, 18, 24 и 30 метров. Шаг колонн 6 и 12 метров.
Наружные диаметры колонн – от 300 мм до 1000 мм (через 100 мм), толщина стенок – 50-1000 мм, масса колонн – от 1,2 до 9 т.
Центрифугированные колонны
В колоннах кольцевого сечения головки выполняют в виде колец из полосовой стали.
Колонны заделывают на глубину 450 мм при диаметре их 300 мм и 1050 мм – при больших диаметрах.
В связи с особенностями конструкций привязка крайней колонны равна радиусу цилиндра.
При ж/б подстропильных фермах оголовок снижается на 600 мм.
При шаге крайних колонн 12м. подкрановая консоль опускается на 400мм.
Колонны кольцевого сечения можно применять в зданиях с мостовыми кранами и без них.
Новый сервис - Строительные калькуляторы online
Читайте также: