Железобетонные колонны: понятие, характеристики, монтаж

Железобетонные колонны – элементы, обеспечивающие жесткость различных зданий и сооружений, жилых, производственных, технических. Их главные функции – передача нагрузки, создаваемой кровлей, расположенными выше перекрытиями, на фундаментное основание, ее равномерное распределение, за счет чего достигается устойчивость, сопротивляемость сооружения внешним нагрузкам.

Колонны представлены несколькими классами, различны по характеристикам, при монтаже – обязательны к соблюдению определенные требования. В чем они заключаются? Как выбрать колонну, на 100% соответствующую специфике эксплуатации?

Нормативно-правовая база

Качество колонн определяется ответственностью производителя, его соблюдением стандартов. Наиболее значимыми являются следующие документы:

• ГОСТ 706-2013. В нем зафиксированы общие правила выпуска колонн, положения, связанные с их маркировкой, материалами.
• ГОСТ 13015-2012. Здесь перечислены требуемые показатели, связанные с прочностью, сроком службы, сопротивляемостью внешним воздействиям, атмосферным, механическим.
• ГОСТ 23009-83. Определяет правила проведения испытаний, контроля готовых изделий в лабораторных и подобных условиях.

Перечисленные стандарты актуальны для всех предприятий, специализирующихся на выпуске колонн. Это обеспечивает стабильность качества, упрощает проектирование, делает продукцию подходящей для решения различных строительных задач, вплоть до наиболее ответственных, по государственным заказам.\

Производственная технология

Технология изготовления железобетонных колонн, зафиксированная государственными стандартами, в частности – ГОСТ 18979-2014, выглядит следующим образом:

1. Сборка формы. Конфигурация должна на 100% соответствовать геометрии, габаритам готового изделия. Чтобы бетонный раствор в процессе застывания не прилипал к ней, внутренние поверхности покрываются смазкой.
2. Замешивание бетонного раствора. Его основа – цемент B25 или более высокой марки, что необходимо для достижения достаточных прочностных характеристик. Помимо других базовых компонентов, воды, щебня, песка, могут использоваться и вспомогательные, повышающие морозостойкость, пластичность смеси. Имеет место прямая зависимость между маркой и проектной нагрузкой. Например, для колонн, подверженных значительному статическому и динамическому давлению, требуется цемент B400 или М600.
3. Армирование. Основные элементы – прутья из легированной стали с повышенным содержанием углерода, укладываемые в продольном и поперечном направлениях.
4. Заливка бетонного раствора. Процесс должен протекать достаточно медленно, что повышает однородность.
5. Уплотнение. Для этого применяются специальные погружные устройства. Вибрации устраняют мельчайшие воздушные пузырьки, повышают общую плотность и, соответственно, прочностные характеристики.
6. Твердение. Процесс проходит при соблюдении определенных условий, касающихся в первую очередь температуры и влажности, что исключает снижение прочности, образование трещин и других дефектов.
7. Контроль качества. Проверяются все основные характеристики. Недопустимы даже минимальные отклонения от нормативно-технических документов.

Классификация

Каталогизировать колонны можно по различным признакам. Один из наиболее значимых – специфика применения. Например, на верхних этажах объектов монтируются верхние колонны, нижних – нижние. Для многоэтажных зданий предпочтительными являются бесстыковые колонны, проходящие через все плиты перекрытия, от первого до последнего этажа. Такой вариант считается более надежным, повышающим продольную и поперечную жесткость, при условии соответствующего армирования и использования высокомарочного цемента. Учитываются, впрочем, и другие показатели.

Количество консолей

По этому показателю выделяют следующие колонны:

1. Одноконсольные. Ориентированы на конструкции, нуждающиеся в односторонней поддержке;
2. Двухконсольные. Равномерно распределяют нагрузку с обеих сторон;
3. Бесконсольные. Такая конфигурация способствует распределению нагрузки по всей длине.

Сечение

Наибольшее распространение получили колонны прямоугольного сечения. Также применяются квадратные, круглые и специальные колонны на две ветви.

Технические показатели

Таковых множество. Например, классифицировать колонны можно по прочности, определяющейся маркой бетонного раствора, процентному содержанию арматуры от общего объема. Стандартное значение – около 1 процента, однако, при особых требованиях к продольной и поперечной жесткости, оно может быть увеличено до 4.

Особенности монтажа

Как и производство, установка железобетонных колонн – комплексный процесс, требующий максимально ответственного подхода, учета всех тонкостей. Перед монтажом необходимо разработать проект со схемами, подробными указаниями для монтажных бригад. 

По факту готовности и утверждения проекта можно приступать к подготовке основания. Именно от него зависит, насколько устойчивой окажется как конкретная колонна, так и сооружение в целом. Фундамент должен быть идеально ровным, исключающим любые отклонения. Дальнейший порядок работ выглядит следующим образом:

1. Перевозка. Доставка колонн на стройплощадку возможна автомобильным, железнодорожным и другим транспортом, соответствующим конкретному маршруту. Главное – надежно зафиксировать элементы, чтобы исключить возможные повреждения.
2. Подъем и монтаж. При подъеме не обойтись без специализированной техники, кранов-манипуляторов или более мощных строительных. Для удерживания используются стальные, синтетические стропы, канаты. Все манипуляции выполняются максимально плавно, без раскачивания и рывков, что позволяет исключить нагрузки, способные спровоцировать разрушение элемента.
3. Временная фиксация. Перед временным закреплением колонну необходимо тщательно выровнять. Она должна располагаться строго по вертикальной оси. Даже минимальных отклонений достаточно для неравномерного распределения нагрузок, формирования точек концентрации напряжений, где могут образоваться трещины.
4. Постоянное крепление. Оно должно обеспечивать жесткую механическую связь с основанием. Первый вариант – анкерные болты, для которых на основании сразу готовятся соответствующие отверстия. Болты делаются из прочной легированной стали, комплектуются гайками. Второй способ – бетонирование, что формирует неразрывные монолитные швы. Выбор определяется конкретными эксплуатационными условиями и нагрузками. При незначительной выраженности нагрузок можно ограничиться анкерами, в противном случае – требуется бетонирование.
5. Установка элементов, расположенных выше. Таковыми являются плиты перекрытия, стропильные конструкции.

По завершении монтажа необходимо убедиться, что все работы выполнены качественно, проконтролировать отсутствие отклонений по вертикали, убедиться в прочности сформированных механических связей, расположение всех элементов, основных и вспомогательных, соответствует проектным указаниям.

С особой тщательностью нужно подходить к установке колонн в регионах с высокой сейсмической активностью. Для того, чтобы исключить разрушения во время возможного землетрясения, используются дополнительные узлы крепления, усиливающие элементы.

Подведение итогов

Железобетонные колонны – востребованные элементы при выполнении широкого спектра строительных работ, возведения зданий, различных по спецификации и назначению. Они формируют жесткий силовой каркас, повышают стойкость к внешним нагрузкам, исключают деформации, просадки, обрушения стен и прочие негативные явления, аварийные ситуации.

Чтобы в полной мере реализовать преимущества колонн, необходимо ответственно подойти к их выбору, учесть все характеристики, разработать профессиональный проект и строго следовать ему во время монтажа.