Общие сведения о колоннах

Железобетонные колонны являются одним из наиболее распространенных элементов конструкций промышленных зданий. В одноэтажных производственных зданиях на колонны опираются балки, фермы или арки покрытий, подстропильные и подкрановые конструкции. Кроме того, в проектах принимают колонны (стойки) фахверков продольных и торцовых стен, этажерок и рабочих площадок. Наиболее простой конструкцией являются колонны зданий без кранов. Колонны зданий, оборудованных мостовыми кранами, имеют односторонние или двусторонние консоли для опирания подкрановых балок. В отдельных пролетах цехов краны, а следовательно, и подкрановые консоли размещаются в несколько ярусов. Колонны проектируют постоянного и переменного по высоте сечения; сплошными (прямоугольного, таврового, двутаврового сечения) и сквозными (двухветвевые). Решетка двухветвевых колонн может быть раскосной или безраскосной. Колонны двутаврового сечения по расходу материалов (бетона и арматуры) экономичнее колонн прямоугольного сечения, однако они более сложны в изготовлении. Колонны прямоугольного сплошного сечения применяют в зданиях пролетами до 24 м, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью до 30т, при высоте от пола до низа стропильных конструкций 10,8 м. При больших значениях этих параметров экономичнее применять двухветвевые колонны со сплошными или сквозными сечениями надкрановой части. Ветви колонн чаще соединяют короткими распорками по безраскосной системе, так как применение треугольной решетки усложняет производство работ.

Расстояния между распорками колеблются в пределах от 2 до 3 м, при этом нижняя распорка располагается ниже уровня пола, чтобы не мешать свободному проходу между ветвями колонн. Просветы между ветвями колонн используют для пропуска различных коммуникаций.

Расстояния между осями ветвей в подкрановой части колонн принимают в зависимости от грузоподъемности кранов, высоты подкрановой части колонн, привязки их к осям здания и других условий. Членение колонн по высоте применяется редко, в тех случаях, когда вес колонны превышает грузоподъемность монтажных кранов. Устройство стыков по высоте колонны увеличивает расход стали и требует выполнения довольно сложных работ по сборке колонн в процессе монтажа. При проектировании колонн особое внимание уделяют их унификации. Центрально и внецентренно сжатые колонны, работающие на различные нагрузки, рекомендуется принимать постоянного сечения, если расчетные усилия при этом могут быть восприняты за счет изменения армирования (в пределах от 0,5 до 3%) и повышения проектной марки бетона на одну ступень. Унификация колонн по высоте сводится к изменению высоты здания через 1,2 м до 10,8 м и далее через 1,8 м.

Колонны одноэтажных зданий рассчитывают как стойки однопролетных или многопролетных рам. Двухветвевые колонны рассчитывают по правилам строительной механики как однопролетные многоэтажные рамы. В практических расчетах двухветвевых колонн используют обоснованные упрощения, в частности поперечные ригели принимают абсолютно жесткими.
Расчетные усилия М, N и Q в поперечных сечениях двухветвевой колонны определяют в два этапа. На первом этапе поперечную раму каркаса одноэтажного здания рассчитывают аналогично раме, имеющей сплошные колонны, но с учетом фактического их момента инерции. После этого вычисляют расчетные усилия в каждом сечении ветви колонны. Изгибающие моменты в ветвях и распорках двухветвевой колонны определяют расчетом на поперечную силу по методу нулевых точек.

Для консолей, поддерживающих подкрановые балки при кранах тяжелого режима (с жестким подвесом, магнитных, грейферных и др.), т = 1; при обычных кранах тяжелого и среднего режима т = 1,6; при кранах легкого режима, а также для консолей, несущих статическую нагрузку, т = 2,2.
Угол не должен быть больше 45°, а высота сечения у свободного края консоли – не менее 1/3 высоты сечения консоли в месте ее примыкания к колонне. Вылет коротких консолей относительно грани нижней части колонны принимают 200 – 400 мм (кратно 50 мм), а далее кратно 100 мм. Высоту консоли принимают равной h₁ = h+l (где h – высота консоли в сопряжении с колонной). В этом случае обеспечивается единый угол наклона скоса консоли, равный 45°, Значения hт принимают от 200 мм и более, кратными 100 мм. Ширину консолей принимают равной ширине колонны. Короткие консоли армируют наклонными хомутами или отогнутыми стержнями и горизонтальными хомутами. Армирование наклонными хомутами рекомендуется при h > 2,5 с₁, где с₁ – расстояние от оси груза до ближайшей грани колонны у низа консоли. В обоих случаях армирования шаг хомутов принимается до 150 мм и не более h/4. Диаметр отогнутых стержней рекомендуется принимать не более 1/15 длины отгиба и не более 25 мм.

Дата добавления: 2015-08-21