Усиление металлических колонн двутаврового сечения

Обновлено: 05.07.2024

Балка на балку, кирпич на кирпич.

С точки зрения простоты выполнения сварных швов лучше всех 1 вариант. Для еще пущего упрощения убрать из 1 варианта накладки, а 20 швеллер приваривать как на 3 варианте

Все варианты рабочие, но хреновые.
Стоило бы показать поперечник, привести нагрузки, результаты расчета и другие подробности.
Почему именно [20, что ли девать его некуда?

Стрелками указал швы, которые проварить невозможно. Возможно только наплевать.

----- добавлено через ~2 мин. -----

Это не усиление колонны, это наращивание колонны с одной стороны под новые подкрановые балки, походу. И новый кран будет опираться не на колонну, а на швеллер 20П, который связывается с основной колонной просто для уменьшения гибкости.
Вопросы к тормозным усилиям.

С точки зрения простоты и надежности нужно устроить отдельные стойки под новые подкрановые балки, а горизонтальные нагрузки от торможения тележки передавать на существующую колонну. По новым стойкам - своя система вертикальных связей, фундаменты - буровые сваи и т.д.

С таким креплением подкрановой?

----- добавлено через ~3 мин. -----

лихо),
так может с фундамента и начать с точки зрения несущей способности и конструктивного решения?
а потом уж стойку развивать и увязать с фундаментом, имея определенные наработки по стойке
может и так, что все эти первоначальные наработки по стойке просто "полетят" из-за конструктивных ограничений при разработке фундамента(

Похоже у автора каша в голове и начать ему нужно с общей конструктивной схемы, если хочет получить практическую помощь.

Это не флуд. Дьявол кроется в деталях. Без конкретики Вы получите одни фантазии.
Показали бы поперечник с подкрановыми консолями. фундаментами и пр., указали бы нагрузки и усилия до и после, результаты расчетов.

Ledi Ms,
не надо обижаться)
Старый Дилетант прав
у вас есть 6-ть силовых факторов на обрезе, отсюда и "пляшите", увязывайте стойку с фундаментом
а предложенные изначально "схемки" вообще оторваны от жизни, не говоря о конструктивных "особенностях")
да и ваше решение с инъекционными сваями тоже довольно мутно, по факту не пришлось бы развивать как подколонник так и подошву существующего

да и ваше решение с инъекционными сваями тоже довольно мутно, по факту не пришлось бы развивать как подколонник так и подошву существующего

Слишком многодельно и дорого для краника в 10т. Из опыта - разбивают пол локально и бурят небольшими установками скважины под буронабивные сваи, если воды высоко нет. 30Б1 - дохлая колонна для крана в 10т, поэтому и делают отдельную стойку, а существующую колонну считают только на изгиб.

Швеллер и лист - старое, серийное решение в зоне вертикальных связей выше балки или случае если нужно обеспечить проход вдоль кранового пути. Балку подберите и посчитайте на торможение из плоскости - там видно будет.

ну это уже совсем другая "песня")
по сути - отдельная крановая эстакада внутри сущ. строения с передачей поперечного торможения на сущ. стойки, не забываем про размеры подошв сущ. ф-та и размещение куста свай под новые отдельные стойки)
и усиление сущ. стоек тогда может и не понадобится, а весь сыр-бор темы только из-за этого)

Не только на обрезе. Еще подкрановая консоль, да и рама целиком. Возможны варианты.
При установке подкрановых стоек в створе БК есть вероятность попасть на подошву сущ. фундамента.
Как изменится габарит крана? Могут ли использоваться сущ. консоли и пр.

К слову, на одном объекте масса 5-тонного крана тяжелого (или ВТ, не помню) ht;bvf составляла по паспорту 27 т.
.
Вообще любой из вариантов может быть как предпочтительным (например подрядчик специализируется на буроинъекционных свая) так и неприемлимым.
Вариантов много. Стойку можно подвинуть ближе к колонне чтобы уменьшить эксцентриситет относительно фундамента, можно соединить решеткой или планками с колонной для большей жесткости, поставить стойку наклонно.
Короче без исходных никак.

Усиление металлической колонны

Усиление металлической колонны изнутри

Здравствуйте, прошу помочь с выбором способа усиления металлической колонны круглого сечения 159 диаметра, толщиной стенки 4мм и высотой 3м. При монтаже была допущена ошибка, колонна была установлена не под осью лежащей сверху балки, а со смещением на 100мм. Как следствие, возник эксцентриситет и появились признаки деформации. 1.Колонну можно заменить, но местоположение ее изменить проблематично.
2. Увеличить жесткость, наварив снаружи накладки, исключено. Рассматривался вариант помещения внутрь металлической трубы ж/б колонну, но несущая способность такого решения оказалась невелика 10-12 т. , а нужно 25-35т.

Труба с более толстой стенкой (159х8) не проходит по расчету, если нагрузка около 30 т. И на данный момент таких труб в наличии нет

может нарастить/уменьшить балку для центрирования опирания? Устроить шарнирное опирание с центрированием? Схему в студию

Начертил примерно как это выглядит. Рассчитать пробовал. Жб колонна внутри дает 10-15 т с эксцентриситетом 10 см, но считал без учета металлической оболочки.

Мне не понятно, как можно рассчитать железобетонную колонну на 10-15т, в то время как рассчет делается обычно от изначально известной нагрузки 25т, арматуру побирать нужно, марку бетона, и учитывать металлическую трубу обязательно

Расчет делал по пособию СНиП. Для увеличения сечения арматуры, сечение самой колонны слишком мало (коэффициенты выходят за пределы табличных значений), а следственно и несущая способность меньше.

Stamm, в вашу трубчатую колонну наливаете бетон и вставляете стальной сердечник из трубы меньшего диаметра (как жесткую арматуру). В качестве жесткой арматуры можно и не обязательно круглую трубу ставить (квадратную трубу, двутавр, сварной крест из листов и т.д.). В бетоне сердечник и труба оболочка заработают совместно. Вот и посчитайте свою сжато-изогнутую колонну в сечении которой будут два стальных элемента. Для ваших нагрузок вполне сойдет.

Был бы очень благодарен, если б Вы дали ориентировочный алгоритм расчета . Имеет ли значение, что сцепление бетона с жесткой арматурой и с оболочкой будет невелико?

Если ставить изнутри, то приварить можно только на концах. Такое крепление может увеличить устойчивость?

Stamm, я просчитал вашу стойку в Кристалле (приложение к SCAD). На нагрузку в 25т с эксцентриситетом 100 мм проходит труба 159х8 из стали ВСт3кп2. На нагрузку 35 т с эксцентриситетом 100 мм проходит труба 159х8 из стали ВСт3пс6. Расчет ведется по СП 53-102-2004. При этом прочность при совместном действии продольной силы и изгибающих моментов проверяется с учетом пластики согласно пункта 10.1.1. А вот если пластику не учитывать (как по СНиП II-23-81), то труба из ВСт3кп2 не проходит даже на нагрузку в 25т с эксцентриситетом 100мм.

Почему не проходит? 30тн для продольной силы для толстостенной трубы 159 не проблема. В Вашем случае появился неучтенный момент где-то 2,5 тн*м, что для тонкой трубы катастрофа . Однако ежели найдете 157ст7 трубу из стали 09г2с, то пройдет еще с запасом и при моменте.
Кстати можно фото в студию?

(как жесткую арматуру). В качестве жесткой арматуры можно и не обязательно круглую трубу ставить (квадратную трубу, двутавр, сварной крест из листов и т.д.). В бетоне сердечник и труба оболочка заработают совместно. Вот и посчитайте свою сжато-изогнутую колонну в сечении которой будут два стальных элемента. Для ваших нагрузок вполне сойдет.

Усиление металлических колонн двутаврового сечения

РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО УСИЛЕНИЮ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ
ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ ЭНЕРГОПРЕДПРИЯТИЙ

СОСТАВЛЕНО Государственным институтом проектирования предприятий по производству запасных частей и ремонту энергетического оборудования ("Гипроэнергоремонт")

Составители В.А.Колесник, В.В.Буланов, В.Д.Кузнецов, Р.Р.Турбабина, Г.Б.Ярославцева, И.А.Стрепкова

УТВЕРЖДЕНО Главным инженером Союзтехэнерго Г.Г.Яковлевым 15 августа 1983 г.

Настоящие Рекомендации предназначены для проектных организаций, проектно-конструкторских бюро, а также персонала специализированных ремонтных предприятий и служб эксплуатации производственных зданий и сооружений районных энергетических управлений и производственных энергообъединений Минэнерго СССР, министерств и главных управлений энергетики и электрификации союзных республик, связанных с ремонтом производственных зданий и сооружений.

В настоящих Рекомендациях изложены предложения по усилению стальных строительных конструкций и их элементов, приведены основные способы и методы расчета усиления стальных конструкций, даются характеристики примененных ранее конструкционных сталей и прокатных профилей, классификация дефектов и повреждений стальных конструкций.

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1. Необходимость усиления конструкций производственных зданий и сооружений возникает в процессе эксплуатации, во время проведения ремонтов и реконструкций как основного технологического оборудования, так и строительных элементов конструкций.

1.2. Заключение о необходимости усиления стальных конструкций (далее по тексту "конструкций") составляется специальной комиссией при их обследовании. В результате обследования должны быть получены следующие материалы:

- документация и данные натурных обмеров, необходимые для расчетов;

- данные о времени возведения металлоконструкций, их ремонта и реконструкции с начала эксплуатации;

- ведомость допущенных отступлений от проекта или соответствующих СНиП;

- ведомость дефектов несущих металлоконструкций;

- геодезические данные по несущим металлоконструкциям;

- данные о нагрузках (схема нагрузок);

- сертификаты или лабораторные данные химического анализа и механических испытаний сталей, из которых выполнены конструкции;

- данные о фактической несущей способности конструкции.

1.3. Обследования и усиления конструкций, выполненных из кипящей углеродистой стали, необходимо производить в соответствии с [5] и [6].

1.4. Вопросы усиления ранее деформированных, а затем выправленных элементов конструкций с учетом остаточных напряжений в тех частях сечений, которые были подвержены пластическим деформациям, в настоящих Рекомендациях не рассматриваются.

1.5. В связи с необходимостью ремонта производственных зданий и сооружений, построенных в более ранние годы, в приложениях 1-18 настоящих Рекомендаций приводятся характеристики применявшихся ранее конструкционных сталей и прокатных профилей.

1.6. Условные обозначения, принятые в настоящих Рекомендациях, приведены в приложении 19.

2. ДЕФЕКТЫ И ПОВРЕЖДЕНИЯ, ВЫЗЫВАЮЩИЕ
НЕОБХОДИМОСТЬ УСИЛЕНИЯ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

2.1. Усиление конструкций - одно из наиболее эффективных мероприятий по продлению их долговечности, восстановлению или увеличению их несущей способности и предотвращению аварий.

Причины, вызывающие необходимость усиления конструкций, следующие:

- реконструкция и модернизация основного и вспомогательного технологического оборудования, увеличение производительности оборудования, вызывающие увеличение нагрузок на конструкции;

- физический износ конструкций в результате интенсивной или длительной их эксплуатации;

- поражение конструкций коррозией;

- вредные температурные воздействия на конструкции;

- воздействия стихийного характера на конструкции;

- различные повреждения конструкций в результате нарушения правил их эксплуатации;

- повреждения (погнутости, вмятины и т.п.), полученные во время транспортировки и монтажа;

- ошибки при проектировании, изготовлении и производстве строительно-монтажных работ.

2.2. Основные виды дефектов и повреждений, характерных для конструкций покрытий и конструкций подкрановых путей производственных зданий, приведены в табл.1.

Усиление металлических колонн: способы и виды

Колонна представляет собой вертикальный элемент при возведении любого сооружения. Данная часть конструкции выполняет роль скелета, к которому примыкают перегородки, различные утеплители и другие материалы при строительстве. Она, как опора распределяет вес сооружения по всей поверхности фундамента.

Для быстрого возведения здания, чаще используют металлические колонны. Они применяются в строительстве:

  • жилых одноэтажных и многоэтажных домов;
  • административных зданий;
  • промышленных объектов;
  • мостов, дорог;
  • для создания необходимых архитектурных или дизайнерских решений.

Кроме этого, их используют как опору для оборудования, подкрановых путей.

Виды колонн:

  • основные, к которым прикрепляют скрепляющие части каркаса, имеют большие сечения;
  • вспомогательные присоединяют по необходимости.

Составные части

Независимо от вида имеют составные элементы, которые имеют свою функцию.

  • Оголовок, находится наверху сооружения. Вся внешняя нагрузка проходит через эту часть на стержень и далее на базу. При проектировании учитывается крепление, обеспечение соответствующей опоры, рассчитывается сечение, определяется длина рёбер жесткости, толщина листа опоры.
  • Стержень — это серединная, несущая часть. При частых нагрузках делают большие сечения, для установления внутри по всей длине стержня, горизонтальные ребра для создания жёсткой опоры.
  • Базой является основанием, за счёт которого сооружение соединяется с фундаментом. Через этот элемент идёт равномерное распределение давления на фундамент. Размеры базы зависят от размеров и толщины листа опоры, материалов из которых выполнен фундамент. Различают шарнирную и жёсткую базу.

Поперечное сечение металлической колонны

Устойчивость и надёжность конструкции обеспечивается за счёт поперечного сечения. В зависимости от вида сечения подразделяются на несколько форм:

  • четырехугольник, прямоугольной или квадратной формы;
  • круглой формы. В основном такой вид представлен трубами.
  • двутавровой формы, в виде буквы «Н». Может быть различной или одинаковой ширины, или длины.

Тип сечения

  • Постоянное сечение. Имеет вид единого стержня, применяется в постройках, не имеющих каркас, складских помещениях и ангарах. Используют на промышленных цехах, с мостовыми кранами, выдерживающими 10-20 тонн;


  • Ступенчатое сечение. Применяют для установок весом выше 20 тонн в результате дополнительного сечения конструкция приобретает жесткость. Такая конструкция имеет подкрановую и основную несущие ответвления.


  • Составное сечение применяется довольно редко. В основном используется для невысоких кранов, строительство кранов в несколько уровней, реставрация зданий.


При расчете нужно определить общую величину нагрузки, в соответствии с этим учесть количество и размер опор, увеличения несущей способности для предотвращения появления трещин, глубину заложения. Все эти моменты зависят от вида здания, грунта. Данный расчет должен производиться с таким учетом, чтоб нагрузка равномерна распределялась на фундамент. Если возникают проблемы с этим, то необходимо укрепить песком или гравием место постройки. После чего зная вес будущего здания, площадь основания, рассчитываю нагрузку на опору.

Способы изготовления

  • сварочный – используют автоматическую сварку. Сварочный лист металла, протягивают и скручивают до необходимого размера. Такой метод применяют для прямоугольной или двутавровой формы.
  • прокатный – для данного метода используют заготовки из металла, которые нагревают и сшиваются при горячей обкатке. И потом делают на отдельном устройстве заготовок.

Увеличение стойкости

Со временем колонны нуждаются в дополнительном монтаже, для увеличения их опорных способностей. При увеличении устойчивости конструкции необходимо учитывать условия постройки, состояние сооружения, причины по которым необходимо проводить данные мероприятия и экономическую составляющую. Методы увеличения стойкости:

  • уменьшения расчетной длины;
  • дополнение конструкцию стяжками;
  • монтаж предварительно напряжённых распорок;
  • укрепление при помощи бетона;
  • повышение размера сечения.

При проведении данных работ для нескольких колонн лучше устанавливать добавочные связи, распорки, потому что это повысит устойчивость. Если мероприятия проводят для достаточно высоких сооружений, нужно перед этим сделать напряжённые оттяжки или шпренгельные стяжки.

Усиление ЛСТК

Также для увеличения стойкости шарнирные базы переделывают в устойчивы. Для этого усиливают башмак колонны дополнительным армированием, а далее бетонируют. При этом лучше использовать хомуты чтобы получить монолитно крепление башмака с фундаментом. Потом проводят увлечения величины плиты и устанавливают дополнительные рёбра на сварочных швах.

Для увлечения стойкости многоэтажных домов промышленности применяют несколько предварительно напряженных элементов:

  • телескопические предварительно напряженные трубы;
  • индивидуальный переносной шпренгель;
  • усиление за счет жестких распорок.

Для увеличения стойкости одноэтажных домов промышленности существуют два варианта:

  • изменение схемы конструкции, а именно введение дополнительного ответвления, которая увеличивает несущую способность;
  • повышение значения поперечного сечения колоны, состоит в креплении при помощи болтов или на сварке элементов, увеличивающих несущую способности.

Для увеличения прочности колонн необходимым условием является установление металлических корсетов или дополнительным бетонированием основания.

Для увеличения несущей способности металлической колонны ставят каркасы на всю высоту, добавляют арматуру, соединённую с основной и опять бетонируют.

К тому же всегда хорошим вариантом для увеличения стойкостиявляется дополнение конструкции уголками, которые прикрепляются к верхней части и нижней опорных уголков, как хомуты.

Читайте также: