Колонны

Колонна - вертикальный стержневой элемент каркаса, служащий для восприятия в основном вертикальной нагрузки. В колонне разли­чают нижнюю часть (базу), ствол (фуст) и верхнюю венчающую часть (капитель). Колонны воспринимают нагрузку от прикрепленных к ним или опирающихся на них других элементов - ригелей, балок, плит перекрытий и т.д.

Колонны бывают каменные, бетонные, железобетонные и метал­лические.

Каменные колонны выполняются из кирпича, естественных и бе­тонных камней. По форме различают колонны квадратные, прямоу­гольные и круглые.

Колонны подразделяют: по местоположению - на рядовые, фасад­ные, торцевые, связевые и т.д.; по несущей способности - 2000,3000, 4000, 5000 и 6000 кН; по этажности - на одно-, двух- и многоэтаж­ные; по виду поперечного сечения - на прямоугольные, квадратные и круглые; по типу стыка колонн - с плоскими металлическими торца­ми, с центрирующими прокладками, с выпусками свариваемой при монтаже арматуры и т.д.; по условиям опирания ригелей - на колон­ны с консолями, бесконсольные, со скрытыми консолями и т.д.; по классу бетона - В15, В25, ВЗО, В40, В50; по способу армирования ствола колонн - колонны с периферийным армированием, с цент­ральным армированием, со спиральной арматурой, с металличес­кими сердечниками и т.д.; по способу изготовления - центрофугированные и т.д.

Металлические колонны применяются в каркасах производствен­ных зданий, в путепроводах, эстакадах, в многоэтажных зданиях и в других случаях, когда нужно обеспечить минимальные размеры се­чения колонны в целях увеличения полезной площади, либо при боль­ших динамических нагрузках, передаваемых на колонны. При боль­ших нагрузках на колонну более рационально применение железобе­тонных сборных колонн.

Железобетонные колонны подразделяются на три основные типа: с продольной арматурой и хомутами или поперечными стержня­ми, с косвенной арматурой в виде спиралей или сварных колец с жесткой арматурой. При одной и той же нагрузке колонны первого

типа имеют наибольшее поперечное сечение, второго - наимень­шее.

Колонны каркаса могут быть одно-, двух- и многоэтажными.

Колонны сборного железобетонного каркаса изготовляют из тя­желого бетона и армируют согласно расчету гибкой арматурой (рис. 4).

Рис. 4. Деталь соединения колонны с фундаментом

I - колонна; 2 - сборный железобетонный фундамент стаканного типа; 3 — заделка бетоном стыка колонны и фундаментного блока

Сечение колонн принимают обычно одинаковое по всей высоте здания.

Колонны нижних этажей выполняют с увеличением класса бетона и процента армирования.

Колонна снизу опирается на фундамент, как правило, стаканного типа. Для соединения с ригелями колонны имеют обычные скрытые консоли или могут быть бесконсольными, при котором соединение с ригелем осуществляется с помощью выпусков арматурных стержней их сварки и замоноличивания узла сопряжения.

Большинство проектов массовых общественных зданий базирует­ся на основе каркасно-панельной системы с применением изделий, например, серии 1.020 -1 бывшего общесоюзного каталога унифицированных индустриальных изделий (табл.1).

Колонны предусматриваются бесстыковыми и стыковыми. Бесстыковые колонны имеют предельную высоту 13,75 м. Их применяют в зданиях малой и средней этажности.

Таблица 1

Габаритные схемы многоэтажных гражданских

каркасных зданий на основе серии 1-020-1

В унифицированном каркасе стандартные сечения колонны при няты 300 Ч 300 мм для зданий высотой до 5 этажей, включительно 400 Ч 400 мм для всех остальных случаев (табл. 2).

Колонны применяются в зданиях с высотой этажа 3,0; 3,3; 3,6; 4,2 4,8; 6,0 и 7,2 м при шаге колонн в плоскости рам каркаса 3,0;.4,5; 6,1 и 7,2 м (табл. 3, 4).

Стык колонн выполняется с помощью стальных оголовников или стыкованием бетонных торцов. В унифицированном каркасе приняты бетонные стыки с ванной сваркой арматуры. Стыки колонн располагают на 60-80 см выше уровня перекрытия, чтобы обеспечить доступ к месту стыкования (рис. 5, 6).

Соединения колонн с ригелями показаны на рис. 8.

В одноэтажных колоннах стык с ригелями выполняют с помощью стальных оголовников (платформенный стык). Стык ригелей на открытых консолях затрудняет монтаж и работу каркаса. Открытая консоль увеличивает расход бетона, уменьшает габариты помещения, ухудшает интерьер. Этих недостатков можно избежать при использовании стыка со скрытой консолью. Во всех видах стыков соединение колонн и ригелей осуществляют сваркой закладных деталей или выпусков арматуры с последующим их замоноличиванием или заделкой цементным раствором.

Несущие конструкции зданий с безбалочными перекрытиями представляют собой железобетонный каркас, решенный по рамной схеме жесткими элементами. Элементами каркаса являются колонна, капитель и плоские плиты (плиты перекрытия и капители.

Таблица 2

Типы и номенклатура колонн сечением 300х300 мм для

зданий высотой до пяти этажей

Колонны зданий с безбалочными перекрытиями могут изготавливаться высотой на один-, два- и три этажа из бетона класса В15...В45 (табл. 4). Колонны армируются пространственными каркасами.

Стыки колонн располагаются на высоте 1 м от поверхности перекрытий и выполняются жесткими. Выпуски продольной арматуры колонн соединяются в стык с помощью ванной сварки и последующим замоноличиванием стыка (см. рис. 5-7). Железобетонные конструкции каркасных зданий в целом могут сопротивляться интенсивным сейсмическим воздействиям.

Железобетонные каркасы многоэтажных зданий, помимо требований по их унификации, технологичности и простоте устройства стыковых соединений, облегчению несущих ограждающих конструкций, должны быть способными к пластическому деформированию, поглощению энергии колебаний при сейсмических воздействиях и снижению инерционных

Таблица 3

Номенклатура колонн

Таблица 4

Номенклатура колонн серии 1.420.1-14

сейсмических нагрузок в зданиях. С этой целью на стадии проектирования целесообразно предусматривать специальные зоны образования пластических деформаций. Продольное армирование колонн принимается в пределах от 1% до 6°/о, а ри­гелей - от 1,5 до 3%. Поперечное армирование элементов каркасов осуществляется в виде замкнутых сваркой хомутов (рис. 9), объем­ных спиральных каркасов и т.п., узлов соединений ригелей с колон­нами (рис. 10).

Рис.5. Варианты стыков колонн.

Элементы каркаса могут быть связаны между собой сваркой вы­пусков арматуры и замоноличиванием стыка бетоном или раствором с передачей усилий через железобетон.

Рис.6. Стык колонн с применением муфт.

Рис.7. Стык колонн с ванной сваркой арматуры

Рис.8. Узлы соединения колонн и ригелей.

Рис.9. Армирование узла сетками.

Рис.10. Армирование узла колонн и ригелей.

1 – ригель; 2 – колонна.

Поиск по сайту: