Железобетонные монолитные колонны: особенности изготовления. Жб колонны

Железобетонные Монолитные Колонны: Виды, Назначение, Монтаж

Каркас дома из монолитных колонн

Колоннами называют стоящие вертикально строительные конструкции, у которых размер поперечного сечения значительно меньше длины. На сленге профессионалов это стержневые сжатые элементы, так как они служат опорами для балок, перекрытий, прогонов, испытывая значительные нагрузки на сжатие по направлению длины. Среди множества видов подобных конструкций железобетонные монолитные колонны являются одними из самых надежных и долговечных.

Содержание статьи

Назначение и виды

Колонны бетонные могут выполнять не только несущую, но и декоративную функцию, являясь открытой опорой для террас, балконов, мостов. В качестве декоративного элемента они используются и в интерьерах.

Они могут отличаться формой сечения — быть квадратными, прямоугольными, круглыми или фигурными, с сечением, изменяющимся по длине. А в зависимости от способа изготовления колонны из бетона подразделяются на сборные и монолитные.

Сборные представляют собой конструкции, изготовленные на заводе и собираемые на месте строительства. Их основные преимущества – скорость монтажа и низкая цена. К недостаткам можно отнести сложность транспортировки и установки, для которых требуется техника.

Сборные конструкции оснащены элементами для крепления к стенам и перекрытиям

Монолитная бетонная колонна полностью изготавливается на месте строительства путем заливки бетона в формы с армированием. Достоинство этого метода заключается в возможности изготовления более качественного и надежного конструктивного элемента. А главный недостаток – трудоемкость процесса и долгий период застывания бетонной смеси до набора требуемой прочности.

Строительство монолитного дома

Метод заливки используется как в промышленном и гражданском, так и в частном строительстве. При этом необходимо руководствоваться требованиями СНиП на бетонирование колонн.

Для справки. В первую очередь это СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции». А также ГОСТ 26633—91. Бетоны тяжелые и мелкозернистые и ГОСТ 7473—94. Смеси бетонные.

Особенности монтажа

В частном строительстве довольно часто прибегают к бетонированию колонн своими руками. Чтобы выполнить эту работу качественно, нужно знать, как делать это правильно.

Краткое описание всех этапов выглядит так:

Подготовка всех необходимых материалов и инструментов. Все, что нужно, должно быть под рукой, так как бетонирование каждого элемента должно осуществляться беспрерывно.
Очистка поверхности от грязи и строительного мусора.
Монтаж опалубки.

Сооружение армирующего каркаса.
Заливка бетоном колонн в опалубку.
Демонтаж опалубки после высыхания и схватывания раствора.

Теперь о каждом этапе подробно.

Инструменты и материалы

Набор необходимых инструментов зависит от того, какую опалубку вы будете использовать: самодельную или готовую. Проще и быстрее работать с универсальными съемными щитами, в комплекте с которыми идет и весь крепеж.

Модульная щитовая опалубка для бетонирования колонн

Для самодельной опалубки потребуется обрезная доска или листы фанеры, бруски для подпорок и стяжек, а также следующие инструменты и расходные материалы:

Строительный уровень;
Строительный уголок;
Рулетка;
Молоток;
Шуруповерт;
Шурупы и гвозди.

Самодельная опалубка из досок

Для армокаркаса потребуются стальные пруты диаметром 1,2 см или более и вязальная проволока. Если принято решение замешивать бетон под колонны бетонные своими руками, не обойтись без мощной и производительной бетономешалки (рецептура бетонной смеси будет дана ниже).

Совет. Также очень желательно иметь глубинный вибратор для уплотнения и трамбовки бетонной смеси. Но можно обойтись и без него, используя для трамбовки металлические прутья.

Глубинный вибратор

Требования к качеству материалов

Насколько прочной, надежной и долговечной получится конструкция, зависит не только от соблюдения технологии, но и от качества используемых материалов. В первую очередь это касается бетонной смеси.

Обратите внимание! Согласно СП 52-103-2007, минимальный класс бетона для колонн сечением 30 см и более – В25, максимальный – В60.

При самостоятельном замешивании для получения качественного бетона М400 класса В30 используют следующие пропорции компонентов:

Цемент М400 – 1 часть;
Песок – 1 часть;
Щебень или гравий – 2,5 части.

После перемешивания к сухим ингредиентам добавляется вода в таком количестве, чтобы получилась однородная подвижная смесь.

Дополнительно в состав можно ввести пластифицирующие добавки, облегчающие укладку, или фиброволокна, повышающие прочность материала. Колонны из фибробетона лучше противостоят внешним воздействиям, на них образуется меньше усадочных трещин.

Фиброволокна дополнительно армируют бетон во всех плоскостях

При большом объеме работ проще и быстрее заказать готовый бетон и закачать его в опалубку с помощью бетононасоса.

Бетононасос легко подаст смесь на большую высоту и в труднодоступные места

Каждая отправляемая потребителю партия бетонной смеси должна иметь паспорт со следующими сведениями:

Номер документа;
Наименование предприятия-изготовителя;
Дата и время отправки;

Это важно! Бетон должен быть доставлен на строительную площадку не позднее, чем через 90 минут после отправки. При транспортировке он должен быть защищен от солнечных лучей, ветра и атмосферных осадков.

Фото автобетоносмесителя – машины для смешивания и транспортировки бетона

Вид бетонной смеси;
Класс прочности на сжатие;
Наибольшая фракция заполнителя;
Объем и вид добавок;
Гарантийные обязательства изготовителя.

При приемке бетона необходимо проверить паспорт и визуально убедиться в его качестве: отсутствии расслоения, наличии заявленных фракций заполнителя.

Обратите внимание! Расслоившуюся смесь перед применением необходимо перемешать. Добавлять в неё воду при утере подвижности запрещается! Если возникли сомнения в качестве бетона, вы имеете право затребовать контрольную проверку по ГОСТ 1081-2002.

Монтаж опалубки

Возводя опалубку, необходимо следить за уровнем конструкции и правильностью углов. Её надежность и прочность обеспечивается шурупами и распорками, установленными с четырех сторон.

Крепление опалубки подпорками

При этом нужно помнить, что технология бетонирования колонн допускает сбрасывание бетонной смеси с высоты не более 5 метров. Если вам нужна более высокая конструкция, то опалубку монтируют только с трех сторон, наращивая четвертую постепенно по мере заполнения формы бетоном.

Армирование

Армирующий каркас не делают только в одном случае: когда выполняют обетонирование металлических колонн в качестве огнезащиты или декоративного оформления.

Каркас собирается минимум из четырех вертикально стоящих стержней, расположенных в углах конструкции. Между собой их связывают вязальной проволокой, а при размещении в опалубке используют различные подпорки.

Как видно на последней схеме, расстояние между металлическим каркасом и стенками опалубки должно быть около 40 мм. Учитывайте это, изготавливая бетонные колонны своими руками.

Заливка бетоном

Технология производства железобетонных колонн требует выполнения следующих правил:

Колонна может устанавливаться только на прочное основание или заглубленный фундамент.

Заливка фундамента под колонну

Бетонирование должно производиться горизонтальными слоями одной толщины, без разрывов. Направление укладки во всех слоях должно быть одинаковым.
Бетонирование нижнего слоя выполняется бетонной смесью с мелкой фракцией наполнителя на высоту около 300 мм. Более крупные камни из следующей сброшенной в опалубку партии бетона утапливаются в мелкофракционную смесь, образуя нормальный состав. В результате в нижней части колонны не остается пустот и раковин.

Заливка бетона в опалубку

Во время укладки смесь трамбуют вибратором или металлическими прутьями. Пузырьки воздуха «выгоняют» из неё постукиванием молотком по доскам опалубки.

Уплотнение бетона вибратором

Арматурный каркас по мере заполнения опалубки периодически выравнивают, сохраняя одинаковое расстояние между ним и стенками формы.

Полностью заполненная бетоном опалубка

Укладка бетонной смеси в колонны выполняется без перерывов на всю высоту одного этажа.

Обратите внимание. Рабочие швы при необходимости могут устраиваться только вверху колонны, чуть ниже уровня примыкания к ним балок перекрытия, или внизу, у фундамента.

При укладке бетона с перерывами поверхность рабочих швов должна быть строго горизонтальной (или перпендикулярной оси колонны).
Продолжать бетонирование после перерыва можно только после достижения бетоном минимальной прочности 1,5 МПа.

Бетонирование выполняется беспрерывно минимум на высоту одного этажа

Верхний срез опалубки должен быть на 5-7 см выше уровня уложенной бетонной смеси.
Чтобы осуществить крепление стеновой панели к железобетонной колонне, в тело последней в процессе заливки на заданной высоте устанавливаются закладные детали.

Прежде чем закрепить на бетонной колонне стеновую панель, к закладной приваривают металлический уголок

После окончания укладки бетона его оставляют в опалубке до высыхания, стараясь создать для этого оптимальные условия: положительную температуру воздуха и нормальную влажность. Открытую поверхность периодически смачивают водой и закрывают пленкой для защиты от осадков и воздействия солнечных лучей.

Мероприятия по монтажу перекрытий можно начинать только после полного высыхания монолитных колонн

Демонтаж опалубки

Снимать опалубку можно только после застывания раствора и набора им требуемых прочностных характеристик.

Демонтаж пластиковой опалубки

В идеале показатели прочности определяются в лаборатории при испытании образцов рабочей смеси. В условиях частного строительства демонтаж осуществляют примерно через месяц после заливки колонн.

Заключение

Посмотрев видео в этой статье, вы получите более полное представление о последовательности и технологии возведения монолитных опорных конструкций из железобетона.

В принципе, изготовление колонн из бетона – не самое сложное дело, но оно требует внушительных трудозатрат и отнимает много времени, необходимого для набора прочности. До тех пор нагружать элементы строго запрещено.

beton-house.com

1.2 Железобетонные колонны

Колонны в системе каркаса воспринимают вертикальные и горизонтальные постоянные и временные нагрузки. Для массового индустриального строительства разработаны типовые конструкции сборных железобетонных колонн для зданий с опорными мостовыми кранами и для бескрановых зданий.

Железобетонные колонны для зданий с мостовыми кранами имеют консоли для опирания подкрановых балок. Для бескрановых зданий применяют колонны без консолей.

По расположению в системе здания колонны делят на крайние (расположенные у наружных продольных стен), средние и торцовые (расположенные у наружных поперечных (торцовых) стен).

Для бескрановых зданий высотой от 3 до 14.4 м разработаны колонны постоянного сечения (рис. 7). Размеры сечения колонн зависят от нагрузки и длины колонн, их шага и расположения (в крайних или средних рядах) и могут быть квадратными (300х300, 400х400 мм) или прямоугольными (от 500х400 до 800х400 мм). В фундаменты их заглубляют на 750 - 850 мм.

Рисунок 7 - Типы железобетонных колонн для бескрановых зданий

Для зданий с опорными мостовыми кранами легкого, среднего и тяжелого режимов работы и грузоподъемностью до 300кН разработаны колонны переменного сечения высотой от 8.4 до 14.4 м (рис.8), а для зданий с кранами грузоподъемностью до 500кН – двухветвевые колонны высотой от 10.8 до 18 м (рис.9).

Размеры колонн переменного сечения в подкрановой части составляют от 400х600 до 400х900 мм, в надкрановой – 400х280 и 400х600 мм. Колонны двухветвевые имеют размеры в подкрановой части 500х1400 и 500х1900, а отдельных ветвей – 500х200 и 500х300 мм.

Рисунок 8 - Типы сплошных железобетонных колонн для зданий с

мостовыми опорными кранами

Рисунок 9 - Типы двухветвевых железобетонных колонн для зданий

с мостовыми опорными кранами

В зданиях с тремя и более кранами в пролете для безопасности персонала, обслуживающего краны и подкрановые пути, предусматривают сквозные проходные галереи вдоль подкрановых путей в уровне верха подкрановых балок размером 0.4х2.2 м (рис.10).

Рисунок 10 - Двухветвевые железобетонные колонны с проходами в уровне крановых путей

В железобетонных колоннах имеются стальные закладные элементы для крепления стропильных конструкций, подкрановых балок, стеновых панелей (в крайних колоннах) и вертикальных связей (в связевых колоннах). В местах опирания стропильных конструкций и подкрановых балок через стальные листы пропущены анкерные болты.

В зданиях с подстропильными конструкциями длину колонн принимают на 600 мм меньше (см рис. 8,9,10).

Колонны фахверков

Помимо основных колонн в зданиях предусматривают фахверковые колонны, устанавливаемые в торцах зданий и между основными колоннами крайних продольных рядов при шаге 12 м и длине стеновых панелей 6 м. Предназначены они для восприятия ветровых усилий и массы стен.

Фахверковые колонны шарнирно крепят к фундаменту сваркой закладных деталей колонны и опорного листа, установленного поверху фундамента строго по осям (узел 2, рис.11). Колонны фахверка крепят к конструкциям покрытия с помощью листового шарнира (узел 1, рис.11).

Такое соединение обеспечивает передачу ветровых нагрузок на каркас здания и устраняет вертикальные воздействия покрытия на колонны фахверка.

Унифицированные железобетонные колонны для торцового фахверка двух типов (I и II) применяются в случаях, приведенных в таблице 1. В остальных случаях применяют стальные колонны фахверков. Конструкции колонн приведены на рис. 11.

Таблица 1

Высота Н, м	Вид железобетонных несущих конструкций покрытия
	балки	фермы
3 – 4,2	I	-
4,8 – 6		II
7,2 – 9,6	II

Колонны типа I имеют постоянное поперечное сечение по высоте (h = 300 мм), что позволяет размещать их верхнюю часть в зазоре между торцовой стеной и пристенной балкой покрытия и крепить их к верхнему поясу балки с помощью листового шарнира (узел 1, рис. 11).

Колонны типа II имеют переменное сечение по высоте (Нв и Нн, рис. 11). Верхняя часть колонны (Нв) имеет такое же сечение, как и колонны типа I (h=300мм) и крепится к верхнему поясу стропильной балки аналогично колоннам типа I (узел 1, рис.11).

studfiles.net

Железобетонные колонны: характеристики, типы, особенности создания

Колонны, изготовленные из железобетона, представляют собой один из наиболее распространенных типов железобетонных изделий. Они используются для возведения каркасов строений и построек бытового, промышленного, жилого, административного и другого назначения. Они могут иметь различные функции. Чаще всего, это поддерживающая функция, но их часто используют и в декоративных целях.

Изготовление данной категории железобетонных изделий требует контроля за этим процессом на всех его этапах, а также строгое соблюдение правил и норм, которые указаны в специальных ГОСТах.

Следует отметить, что сырьем для создаются железобетонных колонн являются усиленная определенным образом арматура, а также тяжелый и максимально прочный бетон. Как правило, их часто используют для опор элементов при возведении строительных моделей различной сложности размеров. Главным применением таких колонн является создание каркасов для построек вместе с ригелями, прогонами, а также иными частями. Как правило, стандартом длины рассматриваемых колонн является уровень, который равен высоте 2-х этажей какой-то постройки. Но чаще всего, в зависимости от этого критерия, высота колонн может колебаться в диапазоне от 5 метров 70 сантиметров и до 17 метров.

О характеристиках колонн

Если вам необходимо выбрать колонны жби для будущей постройки, то нужно учитывать большое количество факторов. Вот лишь некоторые из них:

для чего будет использоваться будущее здание;
сколько в нем будет этажей;
итоги геологоразведочных исследований;
климатические условия местности, где будет возводиться постройка;
где будет строиться постройка и так далее.

Но самыми важными характеристиками колонн из железобетона являются следующие пять позиций:

устойчивость к воздействию влаги;
показатель несущей способности;
возможности противостояния сейсмическим толчкам;
устойчивость к воздействию различного типа;
стойкость к воздействию низких температур и морозов.

Именно эти критерии при выборе и являются определяющими. Следует сказать, что железобетонные колонны еще разделяют на группы по использованию. Обычно понять к какой категории они относятся можно по индексам. Модели с индексом К предназначаются для построек без подвесных опорных кранов, а также зданий, в которых есть подвесные краны. Изделия с индексом КС используются в стройконструкциях, в которых провисает нижний пояс. Индекс ККП говорит о том, что такие модели используются в каркасах зданий, оснащенных мостовыми электроопорными кранами. Если вы видите индекс КД, то такие колонны предназначаются для каркасов зданий, в которых есть электрические опорные, либо подвесные краны, либо же для зданий, в которых кранов нет. Наличие индекса КФ говорит о том, что подобные изделия предназначены для фахверков стеновых оград зданий. Индекс КР говорит о том, что такие изделия могут использовать при создании каркасов зданий, оборудованных опорными ручными кранами. Буквы КДП говорят о том, что колонны можно использовать в зданиях, где есть мостовые опорные электрокраны. То же самое касается и моделей с индексом КК. А вот буквы ККС говорят о том, что колонны можно применять в стройконструкциях покрытий, в которых провисает нижний пояс.

Кроме того, железобетонные колонны часто разделяют еще по принципу применения. По этому критерию существует четыре группы:

верхние;
средние;
нижние;
бесстыковые.

Если говорить о бесстыковых, то такая группа колонн может применяться где-угодно, то есть по общей высоте сооружения. Дальше все проще: верхние колонны используются на верхних этажах, средние - на средних, а нижние - на нижних.

Из чего они изготавливаются

Сырьем для железобетонных колонн являются высокопрочные разновидности тяжелого бетона. Как правило, речь идет о марках М300 - М600. Также, для изготовления таких колонн используется ненапряженная и напряженная арматура из стали категорий А-1 и А-3. Также, иногда может использоваться упрочненная сталь марок А-3С и А-4С и проволока из арматуры типа ВР-1 и ВРп-1.

Существуют 2 технологии производства таких колонн:

стендовая;
поточно-агрегатная.

Кроме того, железобетонные колонны часто для улучшения характеристик оснащают каркасом и продольными стержнями. Это позволяет сделать их более прочными и устойчивыми. Стержни продольного типа обычно соединяют при помощи хомутов. Иногда стержни заменяют короткими прутьями, которые просто скрепляют при помощи сварочного аппарата.

Особенности конструкции

Если говорить об особенностях конструкции, то с учетом того, что подобного типа колонны подвержены большим нагрузкам и могут создавать пространственную жесткость сооружения, в котором установлены, они состоят из трех основных элементов:

оголовка;
базы;
стержня.

Первый элемент принимает вес конструкции, которая располагается выше. Второй равномерно распределяет давление по фундаменту, а третий обеспечивает передачу нагрузки от первого к третьему элементу.

Кроме того, стержень может быть двух видов. В первом случае одна главная ось не будет пересекать сечение, а во втором обе оси будут это делать. Кроме того, могут использоваться при производстве колонн два вида сжатия. Центральносжатые варианты испытывают лишь нагрузку на ось стержня, а внецентренносжатые еще испытывают нагрузку на изгибающий момент. Первый вариант колонн будет выполнять исключительно функцию поддержки. Такие колонны ставятся в основном в жилых домах и тоннелях. А модели второго типа устанавливаются в основном на промышленных объектах, так их как, цеха с мостовыми кранами и так далее.

Как можно убедиться, именно правильный подбор и понимание особенностей функционирования железобетонных колонн смогут не только помочь построить действительное качественно и прочное здание, но и существенно сэкономить не только время при написании проекта, но и сэкономить финансовые средства уже непосредственно во время проведения строительных работ.

Железобетонные колонны :: Железобетон

При упоминании о колоннах появляются ассоциации с архитектурными элементами, прекрасными античными и средневековыми зданиями и купюрой с Большим театром. Даже слова «колонна» произошло от латинского colomna, что значит «столб».

Но не каждый знает, что колонны являются еще и основным элементом каркаса зданий.

Колонны железобетонные являются основным элементом, без которого сегодня невозможно возведение современных домов. Сборные железобетонные колонны стали неотъемлемой частью жилых и производственных зданий. Кроме того, железобетонные колонны не утратили и декоративные функции – они остались теми элементами, которые поддерживают балконы и открытые террасы, а также поддерживают фасады зданий у входных групп.

Характеристики железобетонных колонн

Такие железобетонные колонны — это вертикально стоящие конструкции, размеры поперечного сечения которых малы по сравнению с высотой, которую также называют длиной. Иначе говоря, бетонная колонна это стержневой сжатый элемент. Наиболее часто они служат опорами для других строительных конструкций, таких, как балки, ригели, прогоны, и передают нагрузки с них дальше вниз. Колонны железобетонные являются элементами как рамного, так и связевого каркаса

Основная характеристика любой колонны – ее несущая способность. Несущая способность колонны возрастает тем выше, чем ниже в здании находится колонна. Колонны технического подполья и нижних этажей имеют самый высокий индекс несущей способности.

Колонны имеют также разную этажность и могут быть как одно- так и двухэтажными, для возможности решения здания любой этажности (четной или нечетной).

Использующиеся в качестве основы для жилых высотных домов, железобетонные колонны имеют несколько консольных выступов (полок) через каждые 2,5 или 3 метра. Фактически эти полки являются концом этажа и к ним крепятся балки очередного уровня зданий. Таким способом и собирается каркас многоэтажных домов. Колонне одноэтажных зданий выступов не имеют и отличаются большой высотой, такие колонны монтируют в промышленных и сельскохозяйственных зданиях.

Материалы для производства колонн

Как к основной вертикальной несущей конструкции здания к колонне железобетонной тщательно подбираются материалы и армирование. В настоящее время колонны производят из современного материала – тяжелого бетона и основательно укрепляют армированием стальным каркасом. Колонны выполняются из бетона тяжелых марок М 300, М 400, М 500 и М 600. Армирование колонн производится как арматурой предварительной напряженной, так и не напряженной, так или иначе, армирование колонн железобетонных всегда выполняется ответственно. Стальное упрочнение гарантирует колонне прочность, долговечность и способность переносить колоссальные нагрузки от перекрытий. Колонны бетонные выпускаются квадратного, прямоугольного и круглого сечения, их работа рассчитана на работу на сочетание продольных сил и изгибающих моментов.

Виды железобетонных колонн

Высокопрочные колонны делят на две группы:

Колонны, используемые в бескрановых зданиях;
Колонны, используемые в зданиях с мостовыми кранами. Такая колонна состоит из надкрановой части (на нее опирается конструкция покрытия) и подкрановой части (она служит опорой для подкрановой балки и воспринимает нагрузку от покрытия, передаваемой через надколонную часть).

В зависимости от положения колонны железобетонной в конструкции каркаса здания изделия делятся на колонны среднего ряда и колонны крайнего ряда.

В «семью» железобетонных колонн входят также фасадные колонны с увеличенной консолью на фасаде, обеспечивающей опирание на нее фасадных элементов перекрытий, имеющие в консоли отверстие для пропуска стояков отопления и фасадные колонны с длинными консолями (в сторону фасада) для образования балконов и лоджий;

Железобетонные колонны отличаются также типами крепления, таким образом, крепление колонн сельскохозяйственных зданий к элементам каркаса происходит путем соединения болтов и сварки стальных закладных деталей с последующим бетонированием (замоноличиванием) узлов соединения.

Колонны железобетонные, как правило, устанавливаются на специальные стаканные или монолитные фундаменты под колонны. Колонные фундаменты также выполняются из железобетона и имеют колоссальный запас прочности.

Нормативно-техническая документация

К железобетонным конструкциям с высокой степенью ответственности, к которым относятся колонны, предъявляются строгие требования. Изделия изготавливаются строго по государственным стандартам и проходят множество испытаний на прочность, жесткость и трещиностойкость. Требовательные стандарты для железобетонных колонн содержатся в нескольких документах:

ГОСТ 18979-90 содержит стандарты для производства универсальных колонн многоэтажных зданий;
ГОСТ 25628-90 железобетонные колонны для одноэтажных зданий предприятий;
Особые колонны системы безригельного каркаса КУБ-2,5 , где колонна не имеет выступающих частей и используется многоярусно. Колонны системы КУБ-2.5 неразрезные и могут быть как одноэтажными, так и многоэтажными.
Серия ИИ 04-1 регламентирует железобетонные колонны связевого каркаса
Железобетонные колонны серия 1.423.1-3/88. являются основой одноэтажных производственных зданий.
Серия 1.823.1-2. Колонны сельскохозяйственных зданий.

Цена колонны железобетонной достаточно высока, но потраченные средства всегда оправдываются. С точки зрения прочности и долговечности колонны железобетонные не имеют аналогов среди готовых железобетонных изделий. Таким образом, сборные железобетонные колонны остаются основным элементом, вокруг которого и строится будущее здание.

www.complexs.ru

Лекция 9 Расчет железобетонных колонн.

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 16Следующая ⇒

Область распространения и конструкции ж/б колонн.

Железобетонные колонны состоят из двух разнородных материалов. Стальная продольная арматура обычно составляет 1-3% от площади поперечного сечения, но её наличие позволяет не только увеличить прочность, но и обеспечивает транспортирование и монтаж сборных ж/б колонн. Обладая большой несущей способностью и относительно небольшой стоимостью, они широко применяются в промышленном, гражданском, с/х строительстве в качестве элементов каркаса и отдельных опор. Наиболее простым является колонна квадратного сплошного сечения.

При больших длинах они могут быть решетчатыми; по высоте – постоянного или переменного сечения. Колонны переменного сечения передают нагрузки, расположенные на разной высоте (от ферм покрытия и мостовых кранов)

Основным случаем потери несущей способности ж/б колонн является потеря общей устойчивости. Причем, если продольные стержни арматуры не закрепить поперечными стержнями, то они, потеряв устойчивость раньше бетона, выпучиваются и разрушают защитный слой (а). Для исключения этого явления к продольным стержням привариваются или привязываются проволокой поперечные стержни, которые уменьшают расчетную длину рабочих продольных стержней (б).

При правильной постановке поперечных стержней бетон и продольная арматура разрушаются одновременно. Отсюда, основными целями расчета являются:

· Подбор необходимого количества продольной арматуры, обеспечивающей общую устойчивость

· Постановка поперечных стержней на расстояниях, исключающих потерю продольной арматурой устойчивости раньше, чем вся колонна

Расчет ж/б колонн со случайным эксцентриситетом

Чаще всего поперечное сечение колонны выполняется квадратным, прямоугольным и круглым. В сжатых ж/б элементах сложно добиться центрального сжатия, так как неоднородность бетона, неточность постановки арматуры, особенности опирания на них конструкций приводят к тому, что практически все элементы можно рассматривать как внецентренно сжатые. Для практических расчетов элементы, на которые действует сжимающая сила, приложенная без эксцентриситета, разрешено условно относит к центрально сжатым. Такие элементы принято называть сжатыми элементами со случайным эксцентриситетом.

Случайный эксцентриситет (ео) принимается равным большему из двух значений 1/600 длины колонны или 1/30 ширины сечения, но не менее 10мм.

Принимаются следующие условия расчета:

· Продольное армирование выполняется стержнями, расположенными вдоль двух сторон по углам сечения (симметричное армирование)

· Отношение расчетной длины колонны к меньшей стороне поперечного сечения не должно превышать 20, т.е. lo/h ≤ 20

· Коэффициент (процент) армирования, т.е. отношение площади поперечного сечения арматуры к площади сечения колонны, чаще всего находится в пределах от 0,004 до 0,03 ( 0,4 – 3%)

При значениях μ меньше указанных в таблице, колонна считается бетонной.

Оптимально, если процент армирования принимается в пределах

1 – 2%

Базовая формула несущей способности выведена для однородного материала, для ж/б колонны она преобразуется как сумма несущих способностей бетона и арматуры.

Основная расчетная формула для центрально сжатых колонн прямоугольного сечения принимает вид

где Rsc –расчетное сопротивление сжатой арматуры,

Rb – расчетное сопротивление бетона сжатию (призменная прочность)

γb2 – коэффициент условия работы бетона (для тяжелого бетона γb2 = 0,9)

b – ширина сечения

h – высота сечения

As , A|s – площади сечения арматуры, соответственно по одной и по другой стороне сечения.

φ – коэффициент продольного изгиба

φ = φb + 2(φsb – φb)αs ≤ φsb

φsb ,φb определяются по таблице в зависимости от отношения расчетной длины колонны к меньшей стороне сечения колонны h и от отношения нагрузок – соответственно длительной части нагрузки ко всей нагрузке Ni/N

Расчетная длина колонны принимается в гражданских зданиях высоте этажа.

Особенности проектирования железобетонных колонн

zhelezobetonie-kolonni

Железобетонные колонны представляют собой сжатые элементы, работающие в подавляющем большинстве случаев как внецентренно нагруженные стержни. В реальном проектировании центрально приложенной нагрузки попросту не существует. Это объясняется тем, что средняя колонна, на которую опираются ригели и плиты перекрытия, при действии на плиты временной нагрузки от людей либо оборудования, будет подвержена внецентренному сжатию.

Такое сжатие будет тем больше, чем больше величина приложенной нагрузки. В свете этого обстоятельства все колонны рекомендуется проектировать именно как внецентренно сжатые.

Проектирование железобетонной колонны начинается с проверки сечения на прочность с минимальным количеством арматуры. Значение минимального процента армирования приводится в нормах проектирования и зависит от величины сечения колонны. На этапе проверки сечения возможно два случая. В первом случае условие прочности будет выполнено в виду небольших значений перерезывающих сил и момента.

При этом, если диаметр подобранной арматуры окажется меньше минимального диаметра арматуры, применяемой по конструктивным соображениям, то в этом случае арматуру придется заменить. Несмотря на то, что у такой конструкции запас прочности будет значительным, конструктивные требования будут соблюдены.

Второй случай. Условие прочности не выполняется из-за больших значений момента, а также перерезывающей силы. В этом случае конструктивной арматуры будет недостаточно, необходимо осуществлять подбор арматуры исходя из условия прочности. Для этого нужно найти требуемое значение площади поперечного сечения арматуры в конструкции, а затем осуществить проверку прочности нового сечения.

Продольная арматура в железобетонных колоннах всегда используется совместно с поперечной арматурой. И если продольная арматура главным образом применяется для восприятия момента в колонне, то назначение поперечной арматуры заключается в обеспечении прочности колонны в приопорных участках. Также поперечная арматура помогает объединять продольные стержни в каркасы, поэтому такая арматура устанавливается еще и по длине колонны.Пространственный каркас арматуры собирается из двух плоских каркасов, а также поперечной арматуры.

Плоский каркас представляет собой продольную арматуру с приваренными по длине поперечными стержнями.

В качестве продольной арматуры для колонн используется обычная горячекатаная арматура периодического профиля. В качестве поперечной арматуры применяют либо холоднодеформированную арматуру, либо горячекатаную арматуру гладкого профиля.Никогда для армирования колонн не применяется предварительно напряженная арматура.

После подбора продольной и поперечной арматуры проверяется несущая способность колонны на монтажные и транспортные нагрузки. Для учета транспортных нагрузок применяются коэффициенты динамичности, которые позволяют смоделировать ситуацию, аналогичную той, которая наблюдается при доставке грузов. Монтажные нагрузки возникают только на этапе подъема колонны краном из горизонтального положения в вертикальное и учитывают дополнительные напряжения, возникающие в растянутой части колонны.

Особое место занимает расчет оголовка колонны. Данный расчет сводится к определению необходимого количества арматуры в самой верхней части колонны. Помимо этого, такой расчет направлен на установление необходимой толщины закладной детали на оголовке, а также на расчет сеток косвенного армирования. Такие сетки устанавливаются с целью недопущения излишнего смятия оголовка колонны.

После расчета и установки в арматурный каркас всех закладных деталей, колонна бетонируется. Для обеспечения проектного положения каркасов применяются пластиковые фиксаторы для арматуры.

postroy-prosto.ru

Железо-бетонные колонны в частном строительстве - Монолитбетон - (Бетонные работы) - Каталог статей

Колонны - это вертикально стоящие строительные конструкции, поперечное сечение которых меньше, чем высота, которую также называют длиной. Специалисты называют такие конструкции стержневыми сжатыми элементами. В подавляющем большинстве случаев они служат опорами для остальных строительных конструкций, таких, как ригели, балки, прогоны и передают нагрузку с них дальше вниз. При этом речь идет преимущественно о сжатии в направлении высоты колонны, обозначаемое нормальной силой (N). Кроме того, колонны работают на изгиб (реже) за счет горизонтальных нагрузок, например ветровых и динамических (ударных). По виду нагрузки различают центрально-сжатые и вне центра сжатые колонны.

Арматура вяжется из продольной арматуры и хомутов. Поэтому бетонное сечение колонны несет нагрузку совместно с арматурными стержнями и хомутами. Хомуты выполняют роль предотвращения продольных изгибов стержней. В примере где колонны имеют высоту в 1 этаж продольная арматура оканчивается в оголовнике колонны и заанкеривается в присоединяемой строительной конструкции. В случае если колонны, проходят насквозь несколько этажей, по меньшей мере угловые продольные стержни должны быть пропущены через перекрытие в качестве соединительной арматуры с вышележащей колонной. Необходимые для этой цели стержни должны быть отогнуты. Непосредственно над и под балками или плитами на высоте, равной наибольшему размеру сечения, и при стыках внахлест продольных стержней диаметром менее 14 мм расстояние между хомутами следует уменьшить с коэффициентом 0,6.

Для того, чтобы построить железобетонные колонны необходимо запастись достаточным количеством листов дерева и фанеры . Все это понадобиться для сооружения опалубки. Другой вариант - купить готовую опалубку (как нп картинке слева), круглой или квадратной формы, но в этом есть небольшой минус. После одноразового использования цена себя не окупает на такое изделие. Так же можно взять эту конструкцию в аренду- это более приемлимый вариант.

Однако мы рассматриваем вариант изготовления опалубки из подручных средств. По заранее сделанной разметке необходимо собрать точный прямоугольник. Логичнее всего соединить две боковые грани в лежачем положении, таким образом что бы в итоге у нас было два уголка. Не забываем проверить прямой угол с помощью угольника.

Потом соединяем две этих конструкции в один вертикальный короб. Хорошо, если есть фанера, в которой можно вырезать несколько "квадратных бубликов" и одеть их на нашу опалубку, для того, чтобы при заливке щиты не расперло. Когда основная часть опалубки выставлена, необходимо тщательно укрепить ее в пространстве, чтобы исключить абсолютно любое ее смещение. Делаем это с помощью распорок и упоров.

Опалубку удобнее всего одевать на уже установленный арматурный каркас краном. Но если нет такой возможности (это достаточно дорого нанимать такую технику) придется собирать опалубку прямо по месту. Заливая бетон, надо рассчитать время и силы таким образом, чтобы за один подходи залить полностью одну колонну. Во время укладки бетона, на разных этапах, необходимо уплотнять бетонную смесь с помощью вибратора или хотя бы при помощи встряхивающих движений каким-либо ударным инструментом, постукивая по стенкам опалубки. Делается это осторожно, во избежании выдавливания всей конструкции бетоном.