НУЖНА КОНСУЛЬТАЦИЯ?

8 (800) 101-40-35

Заказать звонок

Присылайте ЗАЯВКИ:

info@mk-stroy.su

пн-пт 8.00-18.00

Доставка:

По всей территории РФ

0

Железобетонные колонны: виды, применение и расчет

31.05.2024
Железобетонные колонны: виды, применение и расчет

Железобетонная колонна – это вертикальный элемент несущей конструкции, состоящий из бетона и арматурного каркаса. Она служит для передачи нагрузок от вышележащих элементов (перекрытий, балок) на фундамент.

Функции ЖБ колонн:

  1. Передача вертикальных нагрузок от вышележащих элементов на фундамент.
  2. Равномерное распределение нагрузки по всей площади колонны, минимизируя концентрацию напряжений.
  3. Предотвращение деформаций и разрушений конструкции под действием нагрузки.
  4. Обеспечение прочности и устойчивости всей конструкции.

Соотношение размеров:

  • Высота обычно в несколько раз превышает ширину и толщину.
  • Ширина и толщина определяются расчетным путем, исходя из нагрузки, которую колонна должна выдерживать.
  • Формы: круглая, прямоугольная, квадратная.

Нормативные документы:

  • СП 63.13330.2012: «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения».
  • СП 52-101-2003: «Мосты и трубы. Нормы проектирования».
  • ГОСТ 25192-2012: «Бетон. Методы определения прочности по контрольным образцам».

Программные комплексы:

  • SCAD Office – проектирование и расчет железобетонных конструкций, расчеты по различным нормативным документам.
  • Лира – расчет и анализ конструкций, моделирование сложных конструкций и расчеты по различным нагрузкам.
  • Tekla Structures – проектирование и моделирование строительных конструкций, создание 3D-моделей колонн и других элементов.
  • Autodesk Revit – архитектурное, строительное и инженерное проектирование, создание 3D-моделей и других элементов, расчеты по различным нагрузкам.

Назначение и области применения

ЖБ колонны предназначены для обеспечения прочности и устойчивости каркаса зданий, передавая нагрузки от перекрытий и кровли на фундамент. Эта технология находит применение:

  1. В жилых многоэтажных домах колонны обеспечивают прочность и устойчивость каркаса.
  2. В офисных зданиях они позволяют создавать просторные и светлые помещения, где колонны могут иметь открытое сечение или интегрированные инженерные системы.
  3. В торговых центрах железобетонные колонны выдерживают значительные нагрузки от тяжелых стеллажей, оборудования и большого количества посетителей.
  4. На промышленных объектах они способны выдерживать колоссальные нагрузки от тяжелого оборудования, кранов и производственных процессов.
  5. При строительстве инфраструктурных сооружений, таких как мосты, тоннели, путепроводы, колонны рассчитаны на выдерживание значительных нагрузок от транспортных средств и природных факторов.

Кроме практической функции, могут выполнять декоративные задачи:

  1. Для создания декоративных элементов фасадов, придавая зданию индивидуальность и стильный облик.
  2. Для создания уникальных интерьерных решений, например, с фигурными или изменяющимися по длине сечениями.
  3. Служить открытыми опорами для балконов, веранд, мостовых переходов, создавая эстетически привлекательные архитектурные решения.

Железобетонные колонны: виды, применение и расчет

Свойства и характеристики

В зависимости от типа конструкции и условий эксплуатации применяются колонны различного сечения, армирования и конструктивных решений.

Несущая способность

Несущая способность – главная характеристика, определяющая способность воспринимать вертикальные нагрузки от вышележащих конструкций.

Расчет несущей способности производится с учетом:

  1. Назначения. Например, для несущих стен, перекрытий, колонн, поддерживающих мостовые краны, требования к несущей способности будут различаться.
  2. Условий эксплуатации. Климатические условия (температура, влажность, сейсмическая активность), агрессивность среды, характер воздействия нагрузок (статические, динамические).

Что влияет на несущую способность:

  • Марка бетона (М200, М300, М400, М600) определяет его прочность на сжатие.
  • Чем больше площадь сечения, тем выше несущая способность.
  • Количество, диаметр и расположение арматурных стержней влияют на прочность колонны на растяжение.
  • Соблюдение технологии производства, качество материалов и контроль качества на всех этапах строительства.



Чем выше несущая способность, тем меньше требуется железобетонных опор для создания каркаса здания. Колонны с наибольшей несущей способностью применяются для монтажа подвалов, цокольных и первых этажей, для строительства промышленных цехов.

Устойчивость к нагрузкам

Способность противостоять деформации под воздействием нагрузок, сохраняя свою геометрическую форму и несущую способность.

Что влияет:

  1. Прочность бетона — чем выше марка бетона, тем выше его прочность на сжатие и устойчивость к деформации.
  2. Схема армирования — количество, диаметр и расположение арматурных стержней обеспечивают прочность на растяжение и устойчивость к деформации.
  3. Геометрические параметры колонны — отношение высоты к ширине, наличие затяжек и других элементов конструкции.
  4. Способ крепления — жесткое или шарнирное крепление к фундаменту, наличие дополнительных элементов жесткости (раскосы, диафрагмы).

Сейсмостойкость

Это способность колонн выдерживать воздействия землетрясений без потери несущей способности и формы. Соблюдение требований по сейсмостойкости критически важно для безопасности зданий в сейсмоопасных регионах.

Основные критерии:

  1. Устойчивость к горизонтальным нагрузкам – сопротивление боковым силам при подземных толчках.
  2. Прочность на сдвиг – сопротивление силам, действующим вдоль оси колонны.
  3. Деформативность – способность деформироваться под нагрузкой без разрушения.

Для обеспечения сейсмостойкости применяются высокопрочная арматура, специальные пластичные виды арматуры, добавки в бетон типа фиброволокна, гибкие соединения, сейсмоизолирующие прокладки и усиление диафрагмами.

Железобетонные колонны: виды, применение и расчет

Огнестойкость

Это способность колонн в условиях пожара в течение определенного времени сохранять несущую способность и геометрическую форму, не допуская обрушения конструкции.

Основные характеристики:

  • Класс огнестойкости –установленный нормативами предельный промежуток времени (мин.) сохранения колонной несущей способности при воздействии огня по стандартному температурному режиму. Стандартные классы: 120, 150, 180, 240 минут и более.
  • Предел огнестойкости – фактическое время в минутах, в течение которого колонна может противостоять огню по результатам испытаний по ГОСТ 30244-94 или расчетным методам.
  • Степень огнестойкости – комплексный показатель, учитывающий предел огнестойкости, а также потерю несущей способности, жесткости и устойчивости формы колонны при нагреве.

Повышение огнестойкости достигается:

  1. нанесением на поверхность колонн огнезащитных покрытий (штукатурок, обмазок, панелей);
  2. применением внутри бетона огнестойкой арматуры из специальных сталей;
  3. объединением в единый рамно-связевой каркас для перераспределения нагрузок;
  4. использованием в бетонной смеси высокоогнестойких заполнителей и добавок.

Обеспечение требуемого класса огнестойкости критично для пожарной безопасности зданий, особенно многоэтажных и с массовым пребыванием людей.

Долговечность

Способность сохранять эксплуатационные характеристики на протяжении заданного срока службы. Основные факторы:

  1. Качество бетона (низкая пористость, правильное водоцементное отношение).
  2. Оптимальная схема армирования (достаточное количество и правильное расположение арматуры).
  3. Условия эксплуатации (температура, влажность, агрессивность среды).
  4. Соблюдение технологии при изготовлении и строительном контроле.

Типовые сроки службы: жилые здания – 50-100 лет, промышленные – 30-50 лет, мосты и туннели – 50-100 лет.

Оценить остаточный ресурс эксплуатируемой колонны можно с помощью визуального осмотра (состояние бетона, арматуры, креплений), инструментальных методов (измерение прочности бетона, определение коррозии арматуры) и моделирования (прогнозирование срока службы с помощью компьютерных программ).

Повышение долговечности на этапах проектирования и строительства:

  • Выбор качественных стойких материалов.
  • Грамотный расчет армирования для обеспечения прочности.
  • Строгий контроль технологического процесса.
  • Применение защитных антикоррозионных покрытий.

Железобетонные колонны: виды, применение и расчет

Виды железобетонных колонн

Рассмотрим наиболее распространенные виды и особенности их применения в строительстве.

По форме поперечного сечения различают:

  1. Прямоугольные – наиболее универсальный и распространенный тип. Просты в изготовлении и монтаже. Рекомендуются для использования в жилых, гражданских и промышленных зданиях.
  2. Круглые – отличаются повышенной устойчивостью к сжимающим нагрузкам благодаря равномерному распределению усилий. Применяются при строительстве мостов, башен, резервуаров и других ответственных сооружений.
  3. Многоугольные – обладают высокой прочностью при относительно низком расходе материалов. Используются для создания декоративных архитектурных элементов в зданиях нестандартной формы.

По конструктивному решению:

  1. Сплошные монолитные колонны обеспечивают максимальную прочность и устойчивость к нагрузкам. Широко применяются для возведения каркасов многоэтажных зданий.
  2. Полые – имеют внутренние полости, позволяющие снизить вес конструкции и расход бетона. Их использование целесообразно при строительстве резервуаров, силосов и других сооружений, где нагрузка распределяется равномерно.
  3. Составные – монтируются из отдельных элементов, что облегчает их транспортировку и позволяет возводить конструкции значительной высоты.

По типу армирования выделяют:

  1. Колонны с продольным армированием — основная арматура расположена вдоль оси для обеспечения прочности на растягивающие усилия.
  2. С поперечным армированием — поперечные стержни повышают устойчивость к сжимающим нагрузкам и препятствуют всплытию бетона.
  3. С комбинированным армированием — сочетание продольной и поперечной арматуры обеспечивает оптимальную прочность в любых направлениях.

По типу применяемой арматуры:

  1. Стальная арматура по-прежнему остается самым распространенным выбором благодаря высокой прочности и доступности.
  2. Композитная арматура из стекловолокна, углеродного волокна и других материалов отличается повышенной стойкостью к коррозионному воздействию агрессивных сред. Ее применение особенно актуально для колонн подземных и морских сооружений.

По способу изготовления различают:

  1. Монолитные колонны, бетонируемые непосредственно на строительной площадке. Позволяют создавать конструкции сложной формы и архитектурного облика. Однако требуют значительных трудозатрат.
  2. Преднапряженные колонны, где арматура предварительно натягивается с заданным усилием. Это повышает прочность и стойкость к трещинам, но усложняет технологию производства.
  3. Сборные колонны заводского изготовления отличаются высоким качеством, простотой монтажа и минимальными сроками возведения конструкций. Однако форма ограничена типовыми размерами.

Помимо этого, существуют специализированные виды для особых условий:

  1. Бункерные (силосные) колонны с усиленным армированием для выдерживания больших нагрузок от сыпучих материалов.
  2. Оболочковые – из тонких стенок для зданий с большой площадью остекления.
  3. Колонны с косвенным армированием для создания сложных архитектурных форм.

Таким образом, при выборе типа железобетонной колонны следует учитывать множество факторов: нагрузки, архитектурные требования, условия эксплуатации, экономическую эффективность и другие.

Основные типы железобетонных колонн

Есть несколько основных, классифицируемых по назначению и конструктивным особенностям.

Обозначение

Назначение

Диаметр/Сечение

Особенности

К

Для сооружений без мостовых кранов

300-600 мм круглое

Стандартная несущая способность

КС

Для зданий, требующих перекрытия кровли

400-800 мм круглое

Повышенная нагрузка от кровли

ККС

Для конструкций с нижними поясами

400-800 мм прямоугольное/специальное

Опора для ферм, балок

ККП

Для мостовых опорных электрокранов

600-1000 мм квадратное/прямоугольное

Высокая горизонтальная устойчивость

КФ

Для фахверковых ограждающих стен

Толщина стенки 120-200 мм

Решетчатая конструкция

КР

Для ручных опорных кранов в небольших зданиях

200-400 мм круглое

Небольшие нагрузки

КК

Для больших каркасных зданий с высокими нагрузками

600-1000 мм квадратное/прямоугольное

Повышенная несущая способность

КДП

Для крупных промзданий с мостовыми кранами

До 1500 мм, сложное сечение

Максимальные горизонтальные/вертикальные усилия

КД

Универсальные для разных зданий с кранами

400-800 мм круглое/квадратное

Компромисс прочности и экономичности

На практике выбор колонн представляет собой комплексную инженерную задачу, решаемую с учетом всех нюансов проектирования здания или сооружения.

Как правильно выбрать ЖБ колонны

Для правильного выбора следует выбирать производителя с хорошей репутацией на рынке и необходимыми лицензиями/сертификатами, чтобы обеспечить высокое качество и долговечность конструкции. Компания «МК-Строй» производит лучшие на рынке железобетонные колонны по действующим стандартам, отличающиеся высоким качеством и надежностью.

При выборе модели ЖБ колонны требуется указать:

  1. Техническую схему конструкции;
  2. Высоту и этажность здания;
  3. Вид колонны (круглая, прямоугольная и т.д.);
  4. Поперечное сечение колонны;
  5. Местоположение стройплощадки.

Важно провести технико-экономический анализ, учитывая не только стоимость, но и будущие расходы на эксплуатацию/ремонт в течение жизненного цикла здания.

Контекстное фото Контекстное фото

ДОСТАВКА ПО ВСЕЙ РОССИИ

Поставляем железобетон даже в самые отдаленные уголки РФ

Контекстное фото Контекстное фото

Выбирайте готовые изделия в Каталоге

На сегодняшний день каталог производимых железобетонных изделий составляет более 3500 наименований

Или закажите производство по чертежам:

Специалисты нашей компании готовы принять заказ по индивидуальным чертежам, помочь с расчетом параметров, стоимости и сроков поставки

наб.реки Смоленки 14