Колонна железобетонная: свойства, характеристики, виды и монтаж

КОЛОННЫ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ. Описание, технические характеристики – производство ЖБИ от ГК РОСАТОМСНАБ

Задать вопрос

Колонны железобетонные — это один из видов ЖБИ, который служит для строительства каркасов зданий и помещений промышленного и административного, жилого и бытового назначения. При изготовлении данного вида ЖБИ проводят контроль на многих этапах и строго придерживаются требованиям указанным в ГОСТе.

Железобетонные колонны изготавливаются из тяжелого, прочного бетона и специально усиленной арматуры. Используются для опоры элементов при строительстве конструкций различных габаритов и сложностей. Основное применение колонн это сооружение каркасов для зданий вместе с прогонами, ригелями и другими элементами.

Чаще всего длину железобетонных колонн проектируют такой, чтобы она равнялась высоте двух этажей здания.

Колонны могут изготавливаться высотой 5,7 м — 17 м.

Железобетонные колонны подразделяют на типы по использованию:
К — для зданий без мостовых опорных, подвесных кранов и зданий, оборудованных подвесными кранами.
КС — при покрытии строительных конструкций с провисающим нижним поясом.
ККП — для каркасов зданий, которые оснащены мостовыми электрическими опорными кранами.
КФ — для фахверков стеновых ограждений зданий (фахверковые колонны).
КД — для каркасов зданий, которые оборудованы электрическими опорными и подвесными кранами, и зданий без кранов;
КДП — для каркасов зданий, оборудованных мостовыми электрическими опорными кранами.
КК — для каркасов зданий, оснащенных мостовыми электрическими опорными кранами.
ККС — при строительных конструкциях покрытий с провисающим нижним поясом.
КР — для каркасов зданий, которые оборудованных мостовыми ручными опорными кранами.

Характеристики колонн

Чтобы не ошибиться в выборе колонн нужно учитывать определенный ряд параметров здания: количество этажей, назначение здания, результаты геологоразведочных изысканий, условия климата в регионе, где будет происходить строительство здания или помещения и т.д. Главными характеристиками колонн являются:

• устойчивость к воздействию со стороны различных агрессивных сред
• устойчивость к сейсмической активности
• несущая способность колонны
• стойкость к морозам
• влагостойкость

Железобетонные колонны также разделяют по применению

• Верхние колонны – используются в постройке верхних этажей
• Средние колонны – применяются для средних этажей
• Нижние колонны – используются для нижних этажей
• Бесстыковые колонны – применяются по высоте всего сооружения

Железобетонные колонны бывают одно-, двух- и бесконсольными

Основной характеристикой служащей для разделения колонн является длина опирающихся лотков на колонны: первая группа — колонны под лотки длина, которых составляет 6 м; вторая группа — колонны под лотки, в которых длина составляет 8 м.

Главным документом на который опираются при нанесении маркировки на колонны под лотки является — ГОСТ 23009-78.

Основными документами, регламентирующими стандарты изготовления железобетонных колонн в РФ являются:

ГОСТ 18979-90 «Колонны железобетонные для многоэтажных зданий. Технические условия.»

ГОСТ 25628-90 «Колонны железобетонные для одноэтажных зданий предприятий. Технические условия.»

При использовании колонн железобетонных под параболические лотки, колонны делят на два типа: К — стойка-колонна, заделываемая в фундамент стаканного типа; СК — свая-колонна.

Условный пример обозначения железобетонной колонны типа СК, длина 4000 мм, ширина 200 мм и ширина наголовника 450 мм, 1-й по несущей способности колонны (под лотки длина, которых 6 м): СК 40.2.5-1 согласно ГОСТу 23899-79

Также бывает маркировка такого вида:
3КНД 3.33/20/-19/30

Цифра 3 обозначает, что колонна трехэтажная; КНД — значит, что эта колонна двухконсольная предназначена для нижних этажей; 3 – квадратное сечение 300 мм; 33 – высота типового этажа 3,3 м; 20 – подвал 2 м; 19/30 – предельная нормальная сила – для верхнего этажа она равна 190 тс, для нижнего этажа эта цифра составляет 300 тс

К 11а Габариты (Д х Ш х В в мм. ): 3720x400x400

К 12а Габариты (Д х Ш х В в мм.): 3720x400x400

К 13а Габариты (Д х Ш х В в мм.): 11225x400x400

К 15а Габариты (Д х Ш х В в мм.): 8520x400x400

К 19а Габариты (Д х Ш х В в мм.): 9575x400x400

К 20а Габариты (Д х Ш х В в мм. ): 9575x400x400

К 23а Габариты (Д х Ш х В в мм.): 12425x600x400

К 35а Габариты (Д х Ш х В в мм.): 4775x400x400

К 36а Габариты (Д х Ш х В в мм.): 10170x400x400

К 37а Габариты (Д х Ш х В в мм.): 11225x600x400

К 39а Габариты (Д х Ш х В в мм. ): 4775x600x400

К 41а Габариты (Д х Ш х В в мм.): 9575x600x400

К 22а Габариты (Д х Ш х В в мм.): 12425x400x400

К 24а Габариты (Д х Ш х В в мм.): 12425x600x400

1Ф12.8-2 Габариты (Д х Ш х В в мм.): x

1Ф12. 9-1 Габариты (Д х Ш х В в мм.): x

2Ф12.9-2 Габариты (Д х Ш х В в мм.): x

2Ф15.9-2 Габариты (Д х Ш х В в мм.): x

2Ф18.9-1 Габариты (Д х Ш х В в мм.): x

2Ф21.11-1 Габариты (Д х Ш х В в мм.): x

Наша компания так же занимается производством ЖБИ, более детальную информацию Вы можете уточнить у наших специалистов.

Задать вопрос

Железобетонные колонны в промышленных зданиях

Новый сервис — Строительные калькуляторы online

По положению в здании колонны подразделяются на крайние и средние.

К крайним колоннам с наружной стороны примыкают стеновые ограждения.

Для производственных зданий пролетного типа разработаны типовые колонны сплошного прямоугольного сечения (одноветвевые) и сквозного прямоугольного сечения (двухветвевые).

Колонны сплошного прямоугольного поперечного сечения подразделяют на типы:

— К – для каркасов зданий без мостовых кранов;

— КК – для каркасов зданий, оборудованных мостовыми электрическими опорными кранами;

— ККП – для каркасов зданий, оборудованных мостовыми электрическими кранами, с проходами в уровне крановых путей.

Колонны сквозного сечения подразделяют на типы:

— КД – для каркасов зданий, оборудованных электрическими опорными кранами;

— КДП – для каркасов зданий, оборудованных мостовыми опорными кранами, с проходами в уровне крановых  путей.

Колонны предназначены для применения в зданиях:

— расположенных в I–IV географических районах по скоростному напору ветра и по весу снегового покрова;

— с неагрессивной, слабо; и среднеагрессивной  газовой средой;

— отапливаемых – без ограничения расчетной зимней температуры наружного воздуха;

— неотапливаемых – при расчетной зимней температуре не ниже –40°С;

— в сейсмических районах (в зданиях с расчетной сейсмичностью 7; 8 или 9 баллов).

Для зданий с железобетонными подстропильными конструкциями высота колонн принята на 600 мм меньше, чем для зданий, в которых применяются только стропильные конструкции.

Колонны рассчитаны на вертикальные нагрузки от веса покрытия, фонарей, коммуникаций, навесных стен, собственного веса, от снега, подвесных и мостовых опорных кранов, а также на горизонтальные (ветровые, сейсмические и температурные) воздействия.

Колонны спроектированы из тяжелого бетона классов В15–В40.

Основная рабочая продольная арматура в колоннах без предварительного напряжения – стержневая из горячекатаной стали периодического профиля класса А III.

Все колонны предназначены для применения в случаях, когда верх фундамента имеет отметку – 0,150.

Во всех колоннах в местах опирания стропильных конструкций и подкрановых балок, в край­них колоннах – на уровне швов стеновых панелей, в связевых колоннах – в местах примыкания продольных связей  устраивают закладные элементы,  заанкеренные  в бетон или приваренные для фиксации положения к рабочей арматуре.

Закладные элементы в местах опирания подкрановых балок и стро­пильных конструкций состоят из стального листа с пропущенными сквозь него анкерными болтами.

Бетон под ними усиливается косвенными арми­рованными сетками.

При стальных фермах и подкрановых балках опорные закладные элементы несколько видоизменяются – лист усиливается плитой, рассчитанной на сосредоточенное давление опорных ребер, и меняется расстановка анкерных болтов.

Стальные подстропильные фермы крепятся к стальным надопорным стойкам.

Длину колонн подбирают с учетом высоты цеха и глубины заделки фундамента.

                                                   а                                                          б

Железобетонные колонны для здания высотой 10,8 – 14,4 м  без опорных кранов:

а – крайнего ряда; б – среднего ряда

Для соединения с фундаментом колонна заводится в стакан на глу­бину минус — 0,900 м.

Для крайних колонн принята нулевая привязка к продольной разби­вочной оси.

Все колонны имеют прямоугольное, постоянное по высоте сечение.

                                                         а                                                                б

Железобетонные колонны для зданий высотой 8,4 – 14,4 м, оборудованных опорными кранами: 

а – крайнего ряда; б – среднего ряда

Шаг колонн составляет 6 и 12 м.

Колонны имеют консоли для опи­рания подкрановых балок.

Они рассчитаны на нагрузки от покрытия до 700 даН/м² мостовых кранов и ветра.

Для колонн наружных рядов с шагом 6 м принята нулевая привязка, при шаге 12 м привязка равна 250 мм.

Все колонны предназначены для использования в условиях, когда верх фундаментов имеет отметку минус 0,150.

Колонны имеют прямоугольное поперечное сечение как в верхней (надкрановой), так и в нижней (подкрановой) части.

Для соединения с фундаментом колонна заводится в стакан на глу­бину минус 1,000 м.

                                                                    а                                      б

Железобетонные двухветвевые колонны:

а – колонна крайнего ряда; б – колонна среднего ряда

Шаг колонн по крайним рядам 6 и 12 м, по средним только 12 м.

Шаг стропильных конструкций 6 и 12 м.

Для крайних колонн при шаге 6 м; Н ≤ 14,4 м; Q ≤ 30 т принята ну­левая привязка, в остальных случаях 250 мм.

Подкрановая часть колонн двухветвевая.

Ветви связаны горизон­тальными распорками через интервал 1,5–3 м.

Все колонны предназначены для использования в условиях, когда верх фундаментов имеет отметку минус 0,150.

Отметка головки кранового рельса рассчитана, исходя из высоты кранового рельса (с прокладкой) 150 мм и высоты подкрановых балок.

Для соединения с фундаментом колонна заводится в стакан на глу­бину минус 1,05м.

Железобетонные двухветвевые колонны с проходом в уровне крановых путей

Колонны применяются в случае необходимости устройства проходов для постоянного наблюдения за состоянием крановых путей при высоте здания до 14,4 м, пролете до 36 м, шаге по крайним колоннам 6 или 12 м, по средним колоннам — 12 м, грузоподъёмности опорных кранов до 30 т.

Привязка наружной грани крайних колонн к оси 500 мм, оси кранов к оси здания – 1000мм.

Для проходов в шейке колонны устроены лазы размером 400*2200 мм.

Колонна формуется из бетона марки 300-400.

Ветви ствола и шейки армируются сварными каркасами; подкрановый, промежуточные и нижний ригели – вязаной арматурой, собираемой из отдельных стержней.

Колонны снабжены закладными элементами для распалубки и крепления инвентарных монтажных приспособлений, опирания железобетонных или стальных подкрановых балок и стропильных конструкций, опирания и навески стеновых панелей и крепления стальных связей.

Двухветвевые колонны с проходом  в уровне крановых путей

Двухветвевые колонны для зданий с мостовыми кранами

Применяют в зданиях высотой более 10,8 м.

Колонны разработаны для применения в одноэтажных зданиях с пролётами 18, 24 и 30 м, высотой от 10,8 до 18 м включительно с фанарями и без фонарей, оборудованных мостовыми кранами общего назначения грузоподъёмностью 10, 20/5, 30/5 и 50/10 тонн среднего и тяжёлого режима работы.

Шаг колонн по крайним рядам 6 и 12 м, по средним только 12 м.

Шаг стропильных конструкций 6 и 12 м.

При шаге стропильных конструкций 6 м крайние колонны устанавливают подстропильные фермы.

Колонны рассчитаны на нагрузки от покрытия до 700 даН/м^2., от стен, мостовых кранов и ветра.

Для крайних колонн при шаге 6 м; Н≤14,4 м; Q≤30 т принята нулевая привязка, в остальных случаях 250 мм.

Подкрановая часть колонн двухветвевая. Ветви связаны горизонтальными распорками через интервал 1,5-3м.      

Все колонны предназначены для использования в условиях, когда верх фундаментов имеет отметку  — 0,150.

Отметка головки кранового рельса получена исходя из высоты кранового рельса (с прокладкой) 150 мм и высоты подкрановых балок.

Колонны запроектированы в нижней части с двумя ветвями, соединёнными распорками.

Ветви, распорки и верхняя часть всех колонн имеют сплошное прямоугольное сечение.

Для соединения с фундаментом колонна заводится  в стакан на глубину -1,05 м, -0,35 м.

В двухветвевых колоннах нижняя распорка высотой 0,2 м, заводимая в стакан, имеет отверстия 0,2*0,2 м, используемые при бетонировании стыка.

При дальнейшем совершенствовании конструкции представляется целесообразным нижнюю распорку опустить на дно стакана для лучшей заделки и удобства бетонирования стыка.

Арматура колонн вязаная или в виде сварных каркасов

Колонны, устанавливаемые в средних продольных рядах у торцевых стен, снабжаются дополнительными закладными деталями для крепления приколонных стоек фахверка, а колонны, устанавливаемые в местах расположения вертикальных продольных связей каркаса, — закладными деталями для крепления связей.

Колонны изготовляются из бетона марок М 300, М 400. Рабочая арматура из горячекатаной стали  периодического профиля класса А-3.

По сравнению с колоннами прямоугольного сечения двухветвевые колонны имеют повышенную жёсткость, но они более трудоёмки в изготовлении.

Двухветвевые колонны для зданий с мостовыми кранами

Железобетонные колонны прямоугольного сечения для зданий с мостовыми кранами

Колонны предназначены для одноэтажных однопролётных и многопролётных зданий с пролётами 18 и 24 м, высотой от 8,4 до 10,8 м с фонарями и без фонарей, оборудованных мостовыми кранами общего назначения грузоподъёмностью 10-20 тонн среднего и тяжёлого режимов работы.

Шаг колонн 6 и 12 м.

Колонны имеют консоли для опирания подкрановых балок.

Колонны рассчитаны на нагрузки от покрытия до 700 даН/м^2. мостовых кранов и ветра.

Для колонн наружных рядов с шагом 6 м принята нулевая привязка, при шаге 12 м привязка равна 250 мм.

Все колонны предназначены для использования в условиях, когда верх фундаментов имеет отметку  — 0,150.

Колонны имеют прямоугольное поперечное сечение как в верхней (надкрановой), так и в нижней  (подкрановой) части.

При опирании на колонны стальных подкрановых балок и стропильных ферм применяются усиленные закладные опорные детали, обеспечивающие лучшее распределение сосредеточенных нагрузок от стальных конструкций.

Колонны внутренних и наружных рядов, устанавливаемые в местах расположения вертикальных связей, должны иметь закладные детали для крепления связей, а расположенные у торцевых стен должны иметь дополнительные закладные детали для крепления приколонных стоек фахверка.

Железобетонные колонны прямоугольного сечения для зданий с мостовыми кранами

Для соединения с фундаментом колонна заводится  в стакан на глубину -1,000 м.

Колонны армированы вязаными каркасами.

Колонны изготовляются из бетона марок М 200, М 300.

Рабочая арматура стержневая из горячекатаной стали  периодического профиля класса А-3.

Железобетонные колонны прямоугольного сечения для зданий без мостовых кранов

Колонны разработаны для одноэтажных зданий без мостовых кранов с пролётами от 6 до 36 м, с фонарями и без фонарей, при высоте от уровня чистого пола до низа стропильной конструкции от 3,6 до 9,6 м.

Шаг крайних колонн только 6 м, средних 6 и 12 м в соответствии с унифицированными габаритными схемами.

Колонны могут применяться для однопролётных и многопролётных зданий с наружным и внутренним водоотводом.

В зданиях допускается применение подвесного транспорта грузоподъёмностью до 5 тонн.

Колонны не имеют консолей.

Колонны рассчитаны на нагрузки от покрытия до 520 даН/м^2.

Все колонны предназначены для использования в условиях, когда верх фундаментов имеет отметку  — 0,150.

Для крайних колонн принята нулевая привязка к продольной разбивочной оси.

Все колонны имеют прямоугольное, постоянное по высоте сечение.

В колоннах, примыкающих к торцевым стенам, должны быть предусмотрены со стороны стен закладные детали для крепления приколонных стоек фахверка.

Для соединения с фундаментом колонна заводится  в стакан на глубину -0,900 м.

Колонны армированы сварными каркасами.

Кроме того, верхний конец колонны имеет косвенную арматуру в виде горизонтально расположенных плоских стальных стенок.

Колонны изготовляют из бетона марок М 200-М 400.

Рабочая арматура стержневая из горячекатаной стали  периодического профиля класса А-3.

Железобетонные колонны прямоугольного сечения для зданий без мостовых кранов

Цилиндрические колонны из центрифугированного железобетона

Колонны из центрифугированного железобетона применяются в настоящее время в экспериментальном порядке для зданий без опорных кранов и с кранами грузоподъёмностью до 30 т.

Их внедрение позволяет по предварительным расчётам уменьшить расход бетона на 30-50% и стали – на 20-30% за счёт эффективности кольцевого сечения в статическом отношении и повышения прочности центрифугированного бетона в 1,5-2 раза по сравнению с вибрированным.

Типовое сопряжение железобетонных балок и стропильных ферм с колоннами на стальных прокладных листах, закрепляемых анкерными болтами, связано с изготовлением сложных заклодных деталей, требующих токарной обработки.

Соединение панели с железобетонной колонной без монтажной сварки производится посредством изогнутого в двух плоскостях крюка из стержня ⌀ 16 мм, заведённого в наклонное отверстие ⌀ 18-20 мм в колонне и паз в панели.

Конец крюка, заводимый в колонну, предварительно смазывается цементным раствором или клеящей мастикой.

Паз панели заполняется цементным раствором.

К стальным элементам каркаса крюк приваривается.

Колонны кольцевого сечения целесообразно устанавливать в производственных зданиях с неагрессивной средой при высоте их от пола до низа несущих конструкций  от 3,6 до 14,4 м.

Пролёты 12, 18, 24 и 30 метров. Шаг колонн 6 и 12 метров.

Наружные диаметры колонн – от 300 мм до 1000 мм (через 100 мм), толщина стенок – 50-1000 мм, масса колонн – от 1,2 до 9 т.

Центрифугированные колонны

В колоннах кольцевого сечения головки выполняют в виде колец из полосовой стали.

Колонны заделывают на глубину 450 мм при диаметре их 300 мм и 1050 мм – при больших диаметрах.

В связи с особенностями конструкций привязка крайней колонны равна радиусу цилиндра.

При ж/б подстропильных фермах оголовок снижается на 600 мм.

При шаге крайних колонн 12м. подкрановая консоль опускается на 400мм.

Колонны кольцевого сечения можно применять в зданиях с мостовыми кранами и без них.

 Новый сервис — Строительные калькуляторы online

Колонны железобетонные | PSK-SK.ru

Серии 1.823.1-2 вып.1

  Маркировка (пример): 1К 48.3-3.1 (4800*200/200 мм)

• 1К — назначение колонны (1К – для крайнего ряда, 2К –для среднего ряда с оголовком)
• 48 — длина колонны в дм
• 3 — размер поперечного сечения колонны
• 3 — группа несущей способности колонны
• 1 — характеристика колонны по закладным деталям

Колонны разработаны для животноводческих, птицеводческих, подсобно-производственных и вспомогательных зданий с одним, двумя и более пролетами. Железобетонные колонны сер.1.823.1-2 вып.1 запроектированы прямоугольного сечения размером 200х200. 300х300. 400х400 и 500х500 мм, длина от 3000 до 9000 мм

КОЛОННЫ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ серия 1.823.1-2 вып.1
Наименование изделия	длина	ширина	высота	объем, м³	вес, т	БЕЗНАЛИЧНЫЙ РАСЧЕТ С НДС	НАЛИЧНЫЙ РАСЧЕТ БЕЗ НДС
1К 33.2-1	3300	200	200	0,14	0,35	2995	2995
1К 48. 3-3.1	4800	300	300	0,3	0,72	5495	5495
1К 81.4-2	8100	400	400	1,32	3,2	23595	23595
2К 81.5-2	4800	300	300	0,5	1,2	10995	10995
2К 81.4-3	8100	400	400	1,35	3,3	31795	31795
3К 57. 5-1	5700	500	500	1,5	3,6	31995	31995
3К 81.5-2	8100	500	500	2,1	5,1	47995	47995
Изготавливаем колонны любого сечения и длины до 12м, Цена по запросу

Железобетонные колонны: изготовление и монтаж

Железобетонные колонны представляют собой вертикальные конструкции, выступающие в роли каркасов промышленных и жилых зданий. Основная функция данного типа ЖБИ изделий – воспринимать на себя и распределять равномерно нагрузку от расположенных выше конструкций. Колонны становятся опорой для прогонов, арок, балок, ригелей, лотков, ферм и т.д.

Благодаря использованию в строительстве железобетонных колонн удается осуществлять качественный монтаж лестничных клеток, навесных перекрытий, длинных прогонов горизонтальных элементов конструкций зданий и т.д. Осуществление возведения многоэтажных (часто и одноэтажных), промышленных сооружений часто невозможно без использования колонн.

Колонны из железобетона, как правило, используются не для декорирования, а как неотъемлемая и важная часть конструкции. Они забирают на себя большую часть нагрузки разного типа горизонтальных элементов и при условии правильности выполнения расчетов, верного выбора типа колонн гарантируют надежность и долговечность здания.

Назначение

Основное назначение любой железобетонной колонны – реализация опорной функции и всевозможных строительных сооружений. Колоннами укрепляют ригели, балки, прогоны, арки, балконы. Их производят из тяжелых бетонов, армируют металлическими стержнями для большей прочности.

Обычно колоннами усиливают бытовые и промышленные, одноэтажные и многоэтажные здания. Везде, где необходимо равномерно распределить и передать нагрузку от конструкций перекрытия и разнообразных элементов, актуально применение колонн.

В жилищном строительстве каркасно-панельных конструкций колонны принимают нагрузки находящихся выше элементов, отдавая их в грунт. При создании промышленных комплексов колонны располагаются по всей территории и удерживают балки, перекрытия и т.д.

ЖБИ колонны могут не только выдерживать серьезные весовые нагрузки, а и обеспечивать пространственную жесткость сооружения.

Особенности конструкций

Сборные железобетонные колонны производят из бетонной армированной смеси в формате вертикальных элементов небольшого поперечного сечения. Обычно их используют для создания рамного или связного каркаса.

Основные части колонны:

• Оголовок – воспринимает вес находящейся выше конструкции на себя.
• Стержень – осуществляет передачу нагрузки от оголовка к части ниже.
• База – равномерно распределяет давление и нагрузку по фундаменту.

Стержень может быть двух видов – когда главная ось сечение не пересекает и когда обе оси пересекают сечение. Делают колонны из напряженного железобетона. Реализуются два вида сжатия – сжатые центрально конструкции воспринимают лишь осевую нагрузку стержня, сжатые внецентренно воспринимают еще и изгибающий момент.

ЖБ колонны эксплуатируются исключительно в соответствии с техническими характеристиками. Так, центрально сжатые изделия могут выполнять только функции поддержки и монтируются в зонах, где на опоры воздействует лишь вертикальная (осевая) нагрузка (туннели, жилые дома и т.д.). Там же, где на колонны влияет еще и осевая нагрузка (к примеру, цеха с мостовыми кранами), монтируют внецентренно сжатые изделия.

Свойства и характеристики

Любая железобетонная колонна должна соответствовать определенным параметрам и нормативным показателям. Для конкретного строительства выбирают изделия по таким критериям: количество этажей будущего строения, назначение здания, погодная обстановка и климатические особенности региона, конкретные расчеты предполагаемых нагрузок и т. д.

Основные свойства и характеристики колонн:

• Высокий показатель сопротивляемости к воздействию внешнего влияния
• Соответствие указанным в документации несущим характеристикам
• Способность сохранять первоначальные свойства во влажной среде
• Стабильность к сейсмическому негативному воздействию
• Стойкость к минусовым температурам
• Длительный срок эксплуатации
• Жесткость и прочность – способность выдерживать ударные, деформационные, механические нагрузки

Основное свойство любой железобетонной колонны – несущая характеристика изделия. Чем выше параметр, тем ниже располагаются опоры в здании. Сборные ЖБ колонны с самым высоким показателем несущей способности располагаются в одноэтажных промышленных объектах, на нижних этажах многоэтажных сооружений, в подвальных помещениях.

Если строится здание с количеством этажей больше одного, используют колонны с консольными выпуклостями, которые находятся на уровне 3 метров. Это отметка окончания этажа, по которой монтируют перекрытия для возведения каждого следующего уровня.

Нормативная документация

Любая ЖБ колонна должна соответствовать всем требованиям и параметрам, которые регулируются ГОСТами и подтверждаются соответствующими документами. Прежде, чем попасть на рынок или строительную площадку, колонны проверяют различные инспекции, проводятся исследования и опыты. Поэтому все нужно тщательно проверять и изучать.

Государственные документы, регулирующие производство колонн ЖБИ:

• ГОСТ 25628 от 1990 года – параметры опорных колонн для строений одноэтажных
• ГОСТ 18979 от 1990 – указывает характеристики колонн для многоэтажек
• Серия 04-1 – указаны точные параметры для заливки опор каркаса связевого типа
• Серия 1.823.1-2 – тут собраны технические характеристики колонн для сооружения сельскохозяйственного назначения
• Серия 1.423.1-3/88 – параметры изделий, которые используют в возведении промышленных зданий одноэтажного типа

Из чего изготавливаются

Колонна ЖБИ выполнена из металлических прутьев, собранных в сетку и залитых бетоном. Диаметр стержней и коэффициент армирования указываются в ГОСТе. Стержни воспринимают на себя большую часть нагрузки и гарантируют максимальное упрочнение перекрытий наборных/монолитных сооружений. Арматура заливается бетоном в специальной формовочной опалубке, обычно для этих целей используют цемент марок М300-М600.

Армируют колонны стержневой или арматурной сталью повышенной прочности. В связи с типом армирования изделия могут быть: неармированными вовсе, упрочненными арматурой спирального типа, усиленные арматурой с хомутами, ошнурованными.

Виды изделий

По типу сечения железобетонные колонны могут быть круглыми, прямоугольными, квадратными. По технологии производства выделяют монолитные колонны, которые создают прямо на строительном объекте путем заливки бетона в опалубку с каркасом, и сборные опоры (их производят на заводе и уже готовыми поставляют на объект). По положению в здании колонны могут быть расположенными на фасаде, в крайнем/среднем ряду, установленными в качестве декоративного элемента.

По назначению колонны могут быть стыковыми и бесстыковыми. Опоры без стыков используют для возведения зданий с одним этажом. Для многоэтажных конструкций появляется необходимость монтажа нескольких колонн друг на друга, что осуществляется с использованием стыковых колонн нижнего, среднего, верхнего ярусов.

Опоры могут быть сконструированы с выступающими консолями высотой 15, 20 сантиметров. Они призваны держать уровни перекрытий между этажами. Есть колонны и бесконсольные.

Самые востребованные на сегодняшний день – ЖБИ колонны для двухэтажных сооружений. Их вес составляет около 3500 килограммов, длина равна 8.4 метрам.

Типы колонн по функциям:

• К – для сооружений без мостовых опорных, подвесных кранов и оборудованных подвесными кранами зданий
• КС – для конструкций, в которых есть провисающий нижний пояс
• ККП – каркасы зданий с мостовыми электрическими опорными кранами
• КД – для каркасов сооружений, оснащенных электрическими опорными, подвесными кранами, а также конструкций без кранов
• КФ – фахверковые колонны (предназначены для фахверков стеновых ограждений сооружений)
• КК – используются в создании каркасов зданий с мостовыми электрическими опорными кранами
• КДП – актуальны для каркасов сооружений, которые оснащены электрическими опорными мостовыми кранами
• КР – выбирают для каркасов сооружений, что оборудованы ручными мостовыми опорными кранами
• КС – в конструкциях, где есть провисающий нижний пояс

Особенности расчета

Прежде, чем выбирать и монтировать колонны, необходимо тщательно выполнить все расчеты, определить оптимальные нагрузочные характеристики, учесть нюансы. Так, для производства используются колонны, залитые бетоном прочностью В15-В25, для малоэтажных помещений – В30.

Обязательно просчитывают площадь сечения колонны – данный параметр помогает сохранять однородность сжатия, высчитывается по формуле:

F/Rb=А, тут: F обозначает силу сжатия, Rb прочность бетона при сжатии.

Определив показатель площади, можно рассчитать остальные параметры с учетом условий функционирования, особенностей монтажа, иных показателей, влияющих на сечение колонны. Расчеты довольно сложные, обычно их выполняют со специальной техникой. В расчет берутся обязательно прочность опоры и вероятность ее связи как с цоколем, так и с плитами перекрытия здания. По этому параметру увеличивают расчетное сечение для реализации усиления железобетонных балок.

Монтаж колонн

Железобетонные колонны для малоэтажных зданий обычно устанавливают целиком, очень длинные изделия до объекта доставляют по частям с целью дальнейшей сборки. Устанавливают, как правило, в подколонник либо стакан фундамента.

Чаще всего колонны монтируют на стаканном цоколе, предварительно заполняя его бетоном. Ширина прослойки бетона может быть разной и зависит от проекта и длины опоры. До того, как начать монтаж колонн ЖБ, выполняют разметку, отмечая места цоколя, где планируется устанавливать колонны. Если изделия монтируются под балками, то тщательную разметку осей балок выполняют со стороны траверсов. На очень длинные колонны монтируют специальные хомуты.

Устанавливают с реализацией технологии «на весу»: опоры захватываются с использованием рамочных креплений, краном направляются в стакан цоколя по разметке. Потом проверяют вертикальность погружаемой колонны, опускают ее и заполняют полость бетоном, закрепляя железобетонными либо металлическими клиньями.

В процессе застывания бетона в полостях на опоры запрещено как-либо воздействовать (а тем более, опускать последующие элементы конструкции).

В специальные подколонники опоры закрепляют аналогично, только соединение в данном случае заваривается. Пока опора еще находится на весу, заваривается одна из ее граней. Потом со специальными расчалками совершают полную установку. Далее все тщательно проверяется и место соединения колонны с подколонником заваривается, а снаружи все промазывается бетонным раствором.

Квадратные опоры обычно монтируют каждую по отдельности. Но если у опор есть ригеля, их допускается укрупнять и монтировать краном. Нижние колонны в соответствии с их высотой монтируют на стаканный цоколь или в подколонники, как описано выше. Потом проверяют и окончательно закрепляют. Далее монтируют колонны на торцы нижних опор (или их ригели).

Основные методы монтажа:

• По отметкам с тщательной проверкой положения отвесом, соединением с использованием сварки (используются подколонники)
• На торцы опор с закрепленными ранее кондукторами с проверкой по осям разбивки
• Сборка на торцы нижних колонн с временным креплением и обязательной проверкой групповым кондуктором

Как правильно выбрать

В первую очередь, обращают внимание на репутацию производителя. Практически все характеристики колонн напрямую зависят от соблюдения технологии их производства, качества используемых материалов, соответствия всем указанным в документации параметрам. Поэтому доверять стоит лишь проверенным компаниям, работающим на рынке давно и прочно завоевавшим хорошие позиции. Найти такие в Москве и регионах не составит труда.

Изделие должно точно соответствовать всем показателям, быть хорошего качества и без дефектов. При выборе учитывают такую информацию: вид опор, высота и число этажей здания, техническая схема самой колонны, объем поперечного сечения, расположение строительного объекта.

Немаловажным критерием является и стоимость, но данный фактор должен учитываться после проверки качества и соответствия ГОСТам.

Железобетонные колонны – незаменимые изделия для возведения разных строительных объектов. При условии верных расчетов и выбора соответствующих требованиям опор с их помощью удастся построить надежное, прочное и долговечное здание.

ЖБИ колонны железобетонные цена, монолитные технологии

Колонны железобетонные бескрановые для одноэтажных зданий предприятий.

Технические условия – РТС-тендер

ГОСТ 25628.2-2016

МКС 91.080.40

Дата введения 2017-01-01

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Центральным научно-исследовательским и проектно-экспериментальным институтом промышленных зданий и сооружений (АО «ЦНИИПромзданий»)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 29 марта 2016 г. N 86-П)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 1 июля 2016 г. N 782-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 25628.2-2016 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2017 г.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт распространяется на железобетонные колонны из тяжелого бетона сплошного прямоугольного поперечного сечения, предназначенные для каркасов одноэтажных зданий предприятий без мостовых кранов, а также на колонны продольного и торцевого фахверков сплошного и сквозного (двухветвевые) поперечного сечения, предназначенные для каркасов одноэтажных зданий предприятий всех отраслей промышленности и сельского хозяйства.

1.2 Стандарт устанавливает дополнительные требования к основным размерам и маркировке железобетонных колонн. Основные требования к изготовлению, маркировке, приемке, транспортированию и хранению железобетонных колонн приведены в ГОСТ 25628.1.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 13015-2012 Изделия бетонные и железобетонные для строительства. Общие технические требования. Правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения

ГОСТ 23009-2016 Конструкции и изделия бетонные и железобетонные сборные. Условные обозначения (марки)

ГОСТ 25628.1-2016 Колонны железобетонные для одноэтажных зданий предприятий. Технические условия

ГОСТ 26433.0-85 Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Правила выполнения измерений. Общие положения

ГОСТ 26433.1-85* Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Правила выполнения измерений. Элементы заводского изготовления
________________
* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: ГОСТ 26433.1-89. — Примечание изготовителя базы данных.

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 25628. 1.

4 Технические требования

4.1 Колонны следует изготовлять, принимать, транспортировать и хранить в соответствии с требованиями настоящего стандарта и ГОСТ 25628.1.

4.2 Форма и основные размеры наиболее часто применяемых колонн для зданий без мостовых кранов и фахверковых приведены в приложении А.

4.3 Значения фактических отклонений геометрических параметров колонн не должны превышать предельных значений, указанных в таблице 1.

4.4 В колоннах, предназначенных для эксплуатации в условиях воздействия агрессивных газообразных сред, минусовые отклонения толщины защитного слоя бетона до арматуры, приведенные в таблице 1, не допускаются.

4.5 Несущая способность конкретной марки колонны зависит от класса арматуры и бетона и определяется автором проекта здания (сооружения) по действующим в период применения нормативным документам.

4. 6 Колонны обозначают марками в соответствии с требованиями ГОСТ 13015 и ГОСТ 23009.

4.7 Обозначения типов колонн должно соответствовать требованиям ГОСТ 25628.1 и настоящего стандарта.

Таблица 1

4.7.1 Габаритные размеры колонны приводят в дециметрах (с округлением до целого числа) в первой группе марки колонны, при этом дополнительные размеры колонн, зависящие от размера стропильных конструкций или других технологических факторов, приводят в скобках после основного обозначения.

4.7.2 Для типов колонн КБ, КО, КД классификация типоразмеров приведена в таблице 2, для типов КФ, КФТ, КДФ — в таблице 3.

Таблица 2

Таблица 3

Примеры условного обозначения (марки)

— двухконсольной колонны типа КД для зданий высотой 6,6 м без мостовых кранов, с размерами поперечного сечения 500500 мм, второй группы по несущей способности колонны:

7КД66-2

Примечание — Допускается принимать обозначение марок колонн в соответствии с рабочими чертежами на эти колонны до их пересмотра в соответствии с [1]-[5].

— фахверковой колонны типа КФТ, для зданий высотой 6 м, со стропильными конструкциями высотой 900 мм, размерами поперечного сечения 300400 мм, первой группы по несущей способности колонны, изготовленной из бетона нормальной проницаемости (Н) и предназначенной для применения в условиях воздействия слабоагрессивной газообразной среды:

1КФ69(9)-1-Н

5 Правила приемки

5.1 Приемку колонн проводят по ГОСТ 13015, ГОСТ 25628.1 и настоящему стандарту.

5.2 Колонны типов КБ, КО, КД, КФ и КФТ длиной до 12000 мм включительно следует принимать на основании результатов выборочного контроля по показателям точности геометрических параметров, толщине защитного слоя бетона до арматуры, категории бетонной поверхности и ширине раскрытия поверхностных технологических трещин.

5.3 Колонны типа КДФ, а также типов КБ, КО, КД, КФ и КФТ длиной более 12000 мм следует принимать на основании результатов сплошного контроля по показателям, приведенным в 5.2.

6 Методы контроля

Размеры, отклонения от прямолинейности и перпендикулярности, ширину раскрытия поверхностных технологических трещин, размеры раковин, наплывов и околов бетона колонн следует проверять методами, установленными ГОСТ 26433.0 и ГОСТ 26433.1.

7 Транспортирование и хранение

7.1 Транспортирование и хранение колонн следует осуществлять в горизонтальном положении в соответствии с требованиями настоящего стандарта, ГОСТ 13015 и ГОСТ 25628. 1.

7.2 Выбор транспортных средств проводят на стадии разработки проекта производства работ (ППР) с учетом массы и размеров колонн, дальности перевозки, дорожных условий и уточняют расчетом места расположения прокладок.

7.3 Доставка колонн на строительную площадку осуществляется железнодорожным или автомобильным транспортом. При доставке железнодорожным транспортом разгрузку изделий проводят на прирельсовый склад, где осуществляются первичный входной контроль и сортировка колонн по маркам с последующей подачей (по потребности) на приобъектный склад.

7.4 При перевозке железнодорожными платформами колонны размещают в 3-4 ряда по высоте. Горизонтальные прокладки между рядами располагают от торцов на расстоянии 1/4-1/5 длины колонны (см. рисунки 1-3). Крепление проводят с помощью стоек, скрепленных с нижним и верхним поперечными брусками. Нижний брусок, кроме того, прибивают к полу платформы. Стойки закрепляют двумя парами растяжек из проволоки диаметром 6 мм в шесть нитей.

Рисунки 1, 2 — Схемы перевозки колонн длиной до 14,2 м на платформах

1 — прокладки; 2 — боковые стояки; 3 — вертикальные прокладки; 4 — увязки стоек; 5 — растяжки; 6 — подкладки; 7 — поперечные увязки

Рисунок 1 — Схема перевозки колонн длиной до 14,2 м на платформах

1 — прокладки; 2 — растяжки; 3 — поперечные увязки; 4 — подкладки

Рисунок 2 — Схема перевозки колонн длиной до 14,2 м на платформах

Рисунок 3 — Схема перевозки колонн длиной 6,5-9,5 м в полувагонах

1 — прокладка; 2 — растяжка; 3 — упорные бруски; 4, 5 — подкладки крайних и средних штабелей соответственно; 6 — поперечные увязки

Рисунок 3 — Схема перевозки колонн длиной 6,5-9,5 м в полувагонах

7.5 Автомобильный транспорт используют при перевозках на расстояния до 500 км. Для перевозки колонн используют специализированные автотранспортные средства.

Примечания

1 Наибольшее распространение получили автопоезда, состоящие из седельного тягача и специализированного полуприцепа.

2 По погрузочной высоте (расстояние от плоскости, по которой осуществляется опирание перевозимого груза, до уровня земли) полуприцепы подразделяются на три типа: высокорамные, погрузочная высота которых больше высоты расположения седельно-сцепного устройства и больше диаметра колес полуприцепа; низкорамные, погрузочная высота которых меньше высоты расположения седельно-сцепного устройства и меньше диаметра колес полуприцепа; полунизкорамные, погрузочная высота которых меньше высоты расположения седельно-сцепного устройства, но больше диаметра колес полуприцепа.

Перевозку колонн на большие расстояния рекомендуется проводить в специально смонтированных контейнерах. При их отсутствии крепление колонн проводят с помощью специальных приспособлений (см. 7.4).

7.6 Высота штабеля колонн при хранении не должна превышать ширину штабеля более чем в два раза и быть более 2000 мм, ширина прохода между рядами штабелей должна быть не менее 1 м.

7.7 При хранении колонны следует укладывать на инвентарные подкладки из дерева, располагаемые в зонах сортировки, как показано на рисунке 4.

Рисунок 4 — Схема хранения колонн

Рисунок 4 — Схема хранения колонн

7.8 Толщину и ширину прокладки назначают с учетом прочности древесины на смятие и значения зазора между конструкциями.

7.9 Ширину прокладки назначают с учетом прочности древесины на смятие. Толщина прокладки должна обеспечивать наличие зазора от верха монтажной петли не менее 20 мм.

7.10 Подъем колонн следует осуществлять с применением специальных траверс с захватом за строповочные отверстия или монтажные петли.

Приложение А (рекомендуемое). Форма и основные размеры колонн

Приложение А
(рекомендуемое)

Форма и основные размеры колонн приведены:

— сплошного прямоугольного поперечного сечения для одноэтажных производственных зданий [1], [2], [3] — на рисунке А.1 и в таблице А.1-А.3;

— сплошного прямоугольного поперечного сечения для продольного и торцевого фахверка одноэтажных производственных зданий [4] — на рисунке А.2 и в таблице А.4;

— сквозного (двухветвевые) прямоугольного поперечного сечения для продольного и торцевого фахверка одноэтажных производственных зданий [5] — на рисунке А.3 и в таблице А.5.

Таблица А.1 — Колонны железобетонные сплошного прямоугольного поперечного сечения для одноэтажных производственных зданий высотой 3,0-9,6 м (опалубочные формы серии 1.423.1-3/88 [1])

Таблица А.2 — Колонны железобетонные сплошного прямоугольного поперечного сечения для одноэтажных производственных зданий высотой 10,8-14,4 м (опалубочные формы серии 1.423.1-5/88 [2])

Таблица А.З — Колонны железобетонные сплошного прямоугольного поперечного сечения для сельскохозяйственных производственных зданий высотой 2,4-7,2 м (опалубочные формы серии 1.823.1-2 [3])

Рисунок А.1

Таблица А.4 — Колонны железобетонные сплошного прямоугольного поперечного сечения для продольного и торцевого фахверка одноэтажных производственных зданий 3,0-14,4 м (опалубочные формы серии 1.427.1-3 [4])

Рисунок А.2

Таблица А.5 — Колонны железобетонные сквозного (двухветвевые) прямоугольного поперечного сечения для продольного и торцевого фахверка одноэтажных производственных зданий высотой 15,6-18,0 м (опалубочные формы серии 1.427.1-6 [5])

Рисунок А.3

Библиография

Электронный текст документа
подготовлен АО «Кодекс» и сверен по:
официальное издание
М.: Стандартинформ, 2016

КН 46 колонна железобетонная Москва

Колонна КН 46 — опора из железобетона, воспринимающая вертикальные нагрузки от расположенных выше элементов. Устанавливается в одноэтажных зданиях высотой не более 9,6. Внешне представляет собой удлинённый столб прямоугольного поперечного сечения.  Она имеет уступы для опирания стропильных конструкций. Опоры монтируются в фундаменты стаканного типа. Используются в безмостовых каркасах. 

Колонны КН 46 выдерживают значительную сейсмическую активность. Они подходят для применения в любых климатических районах. Данный строительный ресурс является огнестойким (огнестойкость — 2,5 ч.).

Маркировка

Необходимые надписи наносятся несмываемыми чернилами на боковую поверхность колонны. Надпись должна быть видна при хранении и монтаже. В первую очередь указывается шифр изделия, содержащий его значимые отличительные характеристики. Кроме шифра указывается масса ЖБИ, предприятие-изготовитель, дата выпуска, штамп ОТК.

Цифра на первой позиции означает типоразмер, к которому относится колонна. Литера К — тип ЖБИ: колонна для зданий без мостовых кранов. Далее прописывается высота этажа. Она указывается в дециметрах, округлённо. После этого параметра идёт номер колонны по несущей способности. На последней позиции — сокращённый шифр марки бетона, из которого состоит опора. При повышенной сейсмоустойчивости к условным обозначениям добавляется литера «С».

Материалы

Колонну КН 46 изготавливают по Серии 1.423.1-2. Они состоят из высококачественного бетона и арматурного объёмного каркаса. Масса колонны превышает 1 т. При составлении проекта и назначении марки бетона, требований к его морозостойкости и влагоустойчивости, учитывается климатологическая среда, в которой будут эксплуатироваться колонны. 

Метод изготовления — виброформование. Отливка происходит в опалубочных формах из металла с предварительного установленными арматурными элементами. Среди них стержни А I и A III, проволока Вр-I. Бетонный столб снабжается закладными изделиями, металлическими подъёмными петлями. Петли также используются для выемки колонны из опалубочной формы.

Транспортировка и хранение

Для перевозки опорных колонн пригодны все виды транспорта, в том числе водный. Высота штабелей при размещении на площадке — не более 2 м. Элементам придают горизонтальное положение. Между рядами размещают деревянные пластинки. Их толщина около 15 см. Они препятствуют деформации бетонной поверхности. 

Доставка КН 46

Доставка КН 46 осуществляется собственным транспортом в г. Москва, области и другим регионам России! Расчет доставки можно заказать в разделе Доставка.

Транспортировать тяжеловесный груз согласно ГОСТ Серия 1.423.1-2 разрешено только в горизонтальном положении в спецтранспорте. При погрузке/разгрузке запрещено перемещать по нескольку штук. Исключение: такелажные работы специальными устройствами, где допускается подъем одновременно нескольких изделий.

При складировании на открытом грунте в основание штабеля кладется прокладка толщиной не менее 10 см, необходим сток для воды.

Колонна КН 46 цена в Москве

КН 46 цена за штуку и зависит от их размера, толщины, наличия/отсутствия укрепляющих добавок, армирования. Чтобы не переплачивать за товар, целесообразно заказать напрямую от производителя на заводе ПСК Перспектива. Так вы получите сертифицированные железобетонные изделия с лабораторным заключением и по оптимальной стоимости.

Наша компания может предложить вам оптимальный баланс между качеством и стоимостью.

Наш прайс можно запросить оформить заказ в интересующем Вас разделе сайта.

Зайдите ознакомиться с ценами и убедитесь, что сотрудничество с нами будет выгодным для вас.  

Наш завод ООО ПСК Перспектива осуществляет свою деятельность с октября 2003 года.

Купить колонну КН 46 на заводе ЖБИ

Выгодно купить КН 46 в Москве без посредников на заводе ЖБИ Перспектива. Новые КН 46 всегда есть в наличии на наших складах. Сейчас мы наращиваем производственную мощность и ищем новых надежных партнеров. 

Если Вы всерьез настроены на сотрудничество – свяжитесь с нами по телефонам, указанным во вкладке «Контакты».

Аналоги написания ЖБИ на заводе жбк и дск КН 46, КН46

Расчет железобетонной колонны

согласно ACI 318-14 в RFEM

Анализ бетонной колонны

Железобетонная колонна с квадратными связями спроектирована так, чтобы выдерживать осевую статическую и динамическую нагрузку 135 и 175 тысяч фунтов соответственно с использованием конструкции ULS и факторных комбинаций нагрузок LRFD в соответствии с ACI 318-14 [1], как показано на рисунке 01 Бетонный материал имеет прочность на сжатие f ‘ _c , равную 4 тыс. Фунтов на квадратный дюйм, в то время как арматурная сталь имеет предел текучести f _y , равный 60 тыс. Фунтов на квадратный дюйм.Первоначально предполагается, что процент стальной арматуры составляет 2%.

Рисунок 01 — Бетонная колонна — вид на фасаде

Размерный дизайн

Для начала необходимо рассчитать размеры поперечного сечения. Стойка квадратного сечения должна контролироваться на сжатие, так как все осевые нагрузки находятся строго на сжатии. Согласно таблице 21.2.2 [1] коэффициент снижения прочности Φ равен 0,65. При определении максимальной осевой прочности таблица 22.Ссылка на пункт 4.2.1 [1] устанавливает альфа-фактор (α) равным 0,80. Теперь можно рассчитать расчетную нагрузку P _и .

P _u = 1,2 (135 k) + 1,6 (175 k)

Исходя из этих факторов, P _u равно 442 тысячам фунтов. Затем полное поперечное сечение A _g может быть рассчитано по формуле. 22.4.2.2.

P _u = (Φ) (α) [0,85 f ’ _c (A _g — A _st ) + f _y A _st ]

442k = (0.65) (0,80) [0,85 (4 тысячи фунтов) (A _г — 0,02 A _г ) + ((60 тысяч фунтов / кв. Дюйм) (0,02) A _г )]

Решая для A _г , мы получаем Площадь 188 в ² . Корень квадратный из A _г. округляется в большую сторону, чтобы получить поперечное сечение 14 дюймов x 14 дюймов для колонны.

Требуемая стальная арматура

Теперь, когда A _г установлен, площадь стальной арматуры A _st можно рассчитать, используя уравнение 22.4.2.2, подставив известное значение A _g = 196 в ² и решив

442k = (0.65) (0,80) [0,85 (4 тысячи фунтов) (196 дюймов ² — A _st ) + ((60 тысяч фунтов на квадратный дюйм) (A _st ))]

Решение для A _st дает значение 3,24 в ² . Отсюда можно определить количество стержней, необходимое для проектирования. Согласно разд. 10.7.3.1 [1], квадратный столбец должен иметь не менее четырех стержней. Исходя из этого критерия и минимальной требуемой площади 3,24 в ² , (8) используется стержень № 6 для стальной арматуры из Приложения A [1]. Это обеспечивает область усиления ниже.

A _st = 3,52 дюйма ²

Выбор галстука

Для определения минимального размера стяжки требуется разд. 25.7.2.2 [1]. В предыдущем разделе мы выбрали продольные стержни № 6, которые меньше стержней № 10. Основываясь на этой информации и разделе, выбираем № 3 для галстуков.

Расстояние между стяжками

Чтобы определить минимальные расстояния между стяжками, см. Разд. 25.7.2.1 [1]. Связи, состоящие из деформированных стержней с замкнутыми петлями, должны иметь расстояние в соответствии с пунктами (a) и (b) этого раздела.

(a) Расстояние в свету должно быть не менее (4/3) d _agg . Для этого расчета мы примем совокупный диаметр (d _agg ) 1,00 дюйма

s _min = (4/3) d _agg = (4/3) (1,00 дюйма) = 1,33 дюйма

(b) Расстояние между центрами не должно превышать минимум 16d _b диаметра продольного стержня, 48d _b анкерного стержня или наименьшего размера элемента.

с _Макс. = Мин. (16d _b , 48d _b , 14 дюймов.)

16d _b = 16 (0,75 дюйма) = 12 дюймов

48d _b = 48 (0,375 дюйма) = 18 дюймов

Расчетное минимальное расстояние между стяжками равно 1,33 дюйма и максимальное рассчитанное расстояние между стяжками равно 12 дюймам. Для этой конструкции максимальное расстояние между стяжками составляет 12 дюймов.

Проверка детализации

Теперь можно выполнить проверку детализации, чтобы проверить процент армирования. Требуемый процент стали должен составлять от 1% до 8% в соответствии с требованиями ACI 318-14 [1]. 2} \; = \; 0.01795 \; \ cdot \; 100 \; \; = \; 1.8 \% $ O.K.

Расстояние между продольными стержнями

Максимальное расстояние между стержнями в продольном направлении может быть рассчитано на основе расстояния в прозрачной крышке и диаметра как стяжных, так и продольных стержней.

Максимальное расстояние между стержнями:

$ \ frac {14 \; \ mathrm {in}. \; — \; 2 \; (1.5 \; \ mathrm {in}.) \; — \; 2 \; ( 0,375 \; \ mathrm {in}.) \; — \; 3 \; (0,75 \; \ mathrm {in}.)} 2 \; = \; 4,00 \; \ mathrm {in}. $

4,00 дюйма менее 6 дюймов, что требуется в соответствии с 25,7.2.3 (а) [1]. ОК.

Минимальный продольный интервал между стержнями может быть рассчитан по ссылке 25.2.3 [1], в которой указано, что минимальное продольное расстояние для колонн должно быть как минимум наибольшим из (a) — (c).

(a) 1,5 дюйма

(b) 1,5 d _b = 1,5 (0,75 дюйма) = 1,125 дюйма

(c) (4/3) d _b = (4/3) ( 1,00 дюйма) = 1,33 дюйма

Следовательно, минимальное продольное расстояние между стержнями равно 1,50 дюйма.

Длину развертки (L _d ) также необходимо рассчитывать со ссылкой на 25.4.9.2 [1]. Это будет равно наибольшему из вычисленных ниже значений (a) или (b).

(a) $ {\ mathrm L} _ {\ mathrm {dc}} \; = \; \ left (\ frac {\ displaystyle {\ mathrm f} _ {\ mathrm y} \; \ cdot \; { \ mathrm \ psi} _ {\ mathrm r}} {\ displaystyle50 \; \ cdot \; \ mathrm \ lambda \; \ cdot \; \ sqrt {\ mathrm f ‘\; \ cdot \; \ mathrm c}} \ справа) \; \ cdot \; {\ mathrm d} _ {\ mathrm b} \; = \; \ left (\ frac {\ displaystyle \ left (60,000 \; \ mathrm {psi} \ right) \; \ cdot \; \ left (1.0 \ right)} {50 \; \ cdot \; \ left (1.0 \ right) \; \ cdot \; \ sqrt {4000 \; \ mathrm {psi}}} \ right) \; \ cdot \; \ left (0.75 \; \ mathrm {in}. \ Right) \; = \; 14.23 \; \ mathrm {in}. $

(b) $ {\ mathrm L} _ {\ mathrm {dc}} \; = \ ; 0.0003 \; \ cdot \; {\ mathrm f} _ {\ mathrm y} \; \ cdot \; {\ mathrm \ psi} _ {\ mathrm r} \; \ cdot \; {\ mathrm d} _ { \ mathrm b} \; = \; 0,0003 \; \ cdot \; (60000 \; \ mathrm {psi}) \; \ cdot \; (1. 0) \; \ cdot \; (0,75 \; \ mathrm {in} .) \; = \; 13.5 \; \ mathrm {in}. $

В этом примере (a) — большее значение, поэтому L _dc = 14,23 дюйма

Ссылаясь на 25.4.10.1 [1], Длина разработки умножается на отношение требуемой стальной арматуры к предоставленной стальной арматуре.2} \ right) \; = \; 0.65 \; \ mathrm {ft} $.

Усиленная квадратная анкерная колонна спроектирована полностью, ее поперечное сечение можно увидеть ниже на Рисунке 02.

Рисунок 02 — Железобетонная колонна — Расчет / размеры арматуры

Сравнение с RFEM

Альтернативой проектированию квадратной стяжки вручную является использование дополнительного модуля RF-CONCRETE Members и выполнение проектирования в соответствии с ACI 318-14 [1].Модуль определит необходимое армирование, чтобы противостоять приложенным нагрузкам на колонну. Кроме того, программа также спроектирует предоставленную арматуру на основе заданных осевых нагрузок на колонну с учетом требований стандарта по расстоянию. Пользователь может внести небольшие изменения в предоставленную схему армирования в таблице результатов.

На основе приложенных нагрузок для этого примера компания RF-CONCRETE Members определила требуемую площадь продольной арматуры стержня равной 1.92 в ² и обеспеченная площадь 3,53 в ² . Длина развертки, рассчитанная в дополнительном модуле, равна 0,81 фута. Расхождение по сравнению с длиной развертки, рассчитанной выше с помощью аналитических уравнений, связано с нелинейными расчетами программы, включая частный коэффициент γ. Коэффициент γ — это отношение предельных и действующих внутренних сил, взятое из RFEM. Длина развертки в RF-CONCRETE Members находится путем умножения обратного значения гаммы на длину, определяемую из 25.4.9.2 [1]. Более подробную информацию об этом нелинейном расчете можно найти в файле справки RF-CONCRETE Members, ссылка на который приведена ниже. Это армирование можно предварительно просмотреть на Рисунке 03.

Рисунок 03 — Стержни RF-CONCRETE — Предусмотренная продольная арматура

Предусмотренная поперечная арматура для стержня внутри RF-CONCRETE Members была рассчитана как (11) стержни № 3 с шагом (ями) 12 дюймов. Предоставленная компоновка поперечной арматуры показана ниже на Рисунке 04.

Рисунок 04 — Стержни RF-CONCRETE — Предусмотренное армирование на сдвиг

Проектирование железобетонных колонн и балок

Колонны и балки

Конструкция железобетонных колонн и балок очень важна для обеспечения прочности конструкции здания и особенно , чтобы выдерживать землетрясения и другие стихийные бедствия.

Здесь мы рассмотрим конструкцию колонн и балок , размещение бетона и стали и то, как они придают прочность конструкции. Мы также рассмотрим на опасность того, что столбцы будут слишком маленькими или слишком тонкими .

См. Полную статью «Фиксированное жилище» здесь «Вы чувствуете себя бананом.pdf»

Прочность конструкций зданий

Недавно появились новости о серьезных землетрясениях в разных частях мира, и мы знакомы с изображениями разрушенных или обрушившихся зданий. Индонезия очень подвержена землетрясениям, а Бали считается зоной повышенного риска.

Если ваш дом спроектирован и построен в соответствии с надлежащими принципами и стандартами структурно-инженерного проектирования, то ваш дом должен быть безопасным, к сожалению, многие дома спроектированы и построены в соответствии с проектами, которые могут или могут не соответствовать обоснованному инженерному проектированию.

Вероятно, один из наиболее распространенных и тревожных недостатков, которые я наблюдаю ежедневно, — это здания с плохо спроектированными конструкциями или даже без них.

Конечно, в любом здании всегда будет риск, однако хорошо построенная конструкция, даже если она повреждена в результате стихийных бедствий, часто может выдержать такие силы и часто означает разницу между жизнью и смертью.

К сожалению, подобно тому, как некоторые люди носят неудобные туфли на высоком каблуке ради моды, многие люди, очевидно, готовы отказаться от разумного структурного дизайна ради чистых линий здания.

Нигде это не проявляется более явно, чем при проектировании несущих колонн здания.

Что такое несущие колонны?

Несущие колонны — это вертикальные железобетонные колонны, которые стоят на фундаменте и поддерживают здание, они поддерживают стены, полы и крыши, а в сочетании с железобетонными балками они образуют прочный каркас, который позволяет зданию выдерживать довольно разрушительные силы. такие как наводнения, сильные ветры, землетрясения, оползни и просадки грунта.

Обычные строительные колонны в домах обычно имеют квадрат 20 см на 20 см, что шире средней стены.В последние годы проектировщики зданий не хотят, чтобы структурные колонны выступали из стен и портили чистый вид их зданий, поэтому они стали использовать в своих конструкциях «тонкие» колонны прямоугольной формы (широкие и тонкие), чтобы их можно было спрятать в стене. стены. «Тощий» — это, конечно, технический термин. Многие виллы на Бали строятся таким образом с тонкими колоннами, обычно толщиной 15 см и шириной 30 см.

Для инженеров-строителей это серьезная проблема.Чтобы понять, почему, давайте посмотрим на основы проектирования железобетона.

Основы проектирования железобетонных конструкций

Комбинация бетона и стали придает железобетону огромную прочность. Бетон твердый и не поддается сжатию, но он хрупкий и легко трескается. Сталь скрепляет бетон, он не растягивается и не ломается. Когда мы объединяем эти два элемента, мы получаем очень прочный материал, если сталь правильно спроектирована и расположена внутри бетона.

Положение стали очень важно. В железобетонном полу мы используем два отдельных слоя горизонтальных стальных стержней, заделанных в бетон. Теперь, если мы поставим груз на пол, пол попытается прогнуться, но для этого верхние стальные стержни должны будут сжаться или смяться и / или нижние стержни должны будут растянуться или сломаться.

Если два слоя стали расположены близко друг к другу, то количество стальных стержней, которое необходимо сжать или растянуть, чтобы допустить провисание, невелико, и пол не будет очень прочным, но если мы увеличим расстояние между слоями стали, величина растяжения и сжатие стали, необходимое для провисания, намного больше — пол будет намного прочнее.

Сталь, которую мы используем, должна быть достаточно прочной, чтобы не ломаться и не растягиваться, а бетон должен быть достаточно толстым, чтобы надежно удерживать сталь на месте и не трескаться.

Если мы рассмотрим тот же эффект в бетонной колонне, мы увидим, что прочность колонны во многом определяется размером стальных стержней и расстоянием между стержнями в бетоне.

В большинстве случаев колонны удерживают предметы, они должны поддерживать только вес, однако во многих случаях (например, во время землетрясений) на колонны действуют боковые силы, и поэтому они должны быть в состоянии противостоять растрескиванию или изгибу.

Легко понять, что если мы сделаем бетонную колонну с единственным стальным стержнем в центре, колонна будет легко изгибаться и трескаться.

Если мы поместим четыре (или более) стальных стержня в форме квадрата по центру колонны, точно так же, как пол, для того, чтобы колонна изогнулась, некоторые стержни должны быть сжаты, а другие — растянуты или растянуты. ломаются, и чем дальше друг от друга находятся стержни (при этом они все еще заключены в бетон), тем более стойкая колонна выдерживает изгиб.

Обычно мы делаем столбцы квадратными, потому что это придает столбцам одинаковую силу во всех направлениях (направления A и B на диаграмме).

Тонкие колонны могут быть опасны

Однако если мы сделаем столбец прямоугольным, т.е. широкая, но не очень толстая, чтобы ее можно было спрятать в стене. Колонна может иметь высокую прочность в направлении стены (направление A), но не под прямым углом к ​​стене (направление B). Типичная современная прямоугольная «тощая» колонна может иметь ширину 30 см, но толщину всего 15 см, что делает ее значительно слабее в направлении B.

Чтобы компенсировать слабость тонких колонн, дизайнеры могут размещать прямоугольные колонны под прямым углом друг к другу в разных частях здания, однако это не замена использованию квадратных колонн. Они также, как правило, помещают шесть стальных стержней вместо четырех в тонкие колонны, что действительно помогает, но обычно они имеют меньший диаметр, чтобы попытаться вставить их в бетон. Любой инженер скажет вам, что вам достаточно уменьшить диаметр стального арматурного стержня совсем немного, чтобы значительно снизить его прочность.

К сожалению, у тонких колонок есть и другие серьезные недостатки.

1. Кислород в воздухе может проникать в бетон на расстояние 6-7 см и окислять (ржаветь) арматурную сталь. Рекомендуется, чтобы арматурная сталь в конструкционном бетоне была покрыта слоем толщиной не менее 6 см, чтобы предотвратить ржавление стали. Это особенно важно в пределах 50 км от моря из-за наличия соли в воздухе. Если наша колонна имеет толщину всего 15 см и у нас есть 6-сантиметровое покрытие из бетона поверх стали, у нас остается только 3 см для размещения наших двух слоев стальных стержней.Очевидно, что невозможно построить бетонную колонну толщиной 15 см с достаточным бетонным покрытием, чтобы должным образом защитить стальные арматурные стержни.

2. Типичная стена имеет толщину всего 15 см и имеет слой штукатурки (цементной штукатурки), вероятно, толщиной около 0,5 см, которая покрывает стену, чтобы сгладить ее. Эта штукатурка наносится как на колонну, так и на кирпичи или цементные блоки, которые образуют стену между колоннами. Для этого столбцы можно сделать еще тоньше, теперь мы уменьшили толщину столбцов до 14 см.

3. Заливать бетонные колонны непросто, потому что бетон нужно заливать сверху вниз в опалубку — обычно в «форму» из фанеры глубиной 3 метра. Бетон не должен быть слишком влажным, а мелкие камни в бетоне должны проходить сквозь арматурные стержни на своем пути вниз. Бетон должен подвергаться вибрации во время процесса, чтобы убедиться, что бетон достигает дна формы и что все воздушные зазоры заполнены. Это достаточно сложно с квадратной колонной, но намного сложнее с колонной толщиной 15 см.Тонкие колонны часто страдают от плохой конструкции.

Если вы хотите убедиться, что ваше здание безопасно при землетрясениях, лучше всего использовать квадратные колонны.

Так как же решить проблему дизайна? Если мы построим стены так, чтобы внутренняя поверхность стен была на одном уровне с внутренней поверхностью колонн, тогда внутренние стены здания могут быть чистыми без колонн, выступающих в комнаты. При этом колонны остаются на внешних поверхностях стен, и это соответствует традиционным балийским принципам дизайна, в которых колонны являются неотъемлемой частью здания.Это соответствует просьбе наших балийских хозяев о том, чтобы в зданиях были элементы традиционной балийской архитектуры.

Фил Уилсон
Авторское право © Фил Уилсон Апрель 2016 г.
Эту статью или любую ее часть нельзя копировать или воспроизводить без разрешения владельца авторских прав.

Упрощенная процедура проектирования железобетонных колонн на основе концепции эквивалентной колонны | Международный журнал бетонных конструкций и материалов

Представлены и подробно описаны результаты испытаний концентрически нагруженной колонны, а также эксцентрично нагруженной колонны под действием различных комбинаций концевого эксцентриситета.В общем, все эксцентрично нагруженные колонны выдерживали предельные нагрузки ниже, чем выдерживаемые концентрически нагруженными колоннами. Кроме того, окончательное снижение нагрузки для столбцов, изогнутых в режимах одинарной кривизны, было выше, чем у столбцов с такими же концевыми эксцентриситетами, но изогнутых в режимах двойной кривизны. Краткое изложение результатов испытаний приведено в таблице 2 и дополнительно представлено, включая виды отказов, деформированные формы, предельную нагрузку и развитую нормальную деформацию продольных стержней в среднем сечении.

Таблица 2 Результаты экспериментов.

Виды разрушения

Разрушение осевой нагруженной колонны C-0-0 было внезапным разрушением при сжатии, так как после того, как продольные стальные стержни поддались сжатию, бетон был раздавлен в верхней половине колонны. Применение одинаковых концевых эксцентриситетов, как для колонн S-1-1, S-3-3 и S-5-5, привело к использованию постоянного момента по всей высоте колонны. Для колонн S-1-1 и S-3-3 трещины начали появляться очень близко к предельной нагрузке вблизи среднего сечения.С другой стороны, увеличение конечного эксцентриситета до 0,5 b привело к регулярному разрушению при изгибе. Для колонны S-5-5 трещины начали появляться со стороны растяжения при действующей нагрузке около 62% от разрушающей нагрузки. При дальнейшем нагружении трещины распространяются на растянутой стороне до тех пор, пока бетон не раскрошится на сжатой стороне около средней высоты секции. На рисунке 4 показаны вышедшие из строя столбцы группы № 1.

Рис. 4

Окончательные режимы отказа для всех столбцов группы № 1.

В случае неравных эксцентриситетов концов, отказ был либо регулярным разрушением при растяжении, либо внезапным разрушением при изгибе (отказ при сжатии).Трещины начали появляться около концевой опоры верхнего концевого эксцентриситета, а затем разрушение было вызвано дроблением бетона на такой опоре. Для всех случаев концевого эксцентриситета 0,5 b трещины появлялись на стороне растяжения возле концевой опоры при действующей нагрузке около 82% разрушающей нагрузки, в то время как для других концевых эксцентриситетов (0,1 b и 0,3 b ) трещины возникли при вертикальной нагрузке, очень близкой к разрушающей. На рисунке 5 показаны формы отказов для всех столбцов группы №2.

Рис. 5

Виды окончательного отказа для всех колонн группы №2.

Для всех колонн, изогнутых в режиме двойной кривизны, отказы были аналогичны случаю режимов одинарной кривизны с неравными концевыми эксцентриситетами, когда все колонны вышли из строя около концевой опоры более высокого концевого эксцентриситета при изгибном режиме отказа. На рисунках 6 и 7 показаны формы разрушения для всех колонн групп № 3 и № 4. Можно отметить, что колонна, изогнутая в режиме двойной кривизны, выдержала более высокую нагрузку, чем опорная колонна, изогнутая в режиме одинарной кривизны.Например, колонны D-1-3, D-1-5 и D-3-5 выдерживали предельные нагрузки 480, 300 и 379 кН соответственно, а колонны S-1-3, S-1-5 и С-3-5 выдерживали предельные нагрузки 395, 245 и 220 кН соответственно. Это может быть связано с тем, что участок максимальной боковой деформации из-за осевого сжатия находится около точки средней высоты, в то время как это место оказывает минимальное влияние изгибающего момента для колонны, изогнутой в режиме двойной кривизны. С другой стороны, для колонны, изогнутой в режиме одиночной кривизны, это место, секция средней высоты, имеет значительный изгибающий момент, который увеличивает первичный момент на колонне, приводящий к более низкой устойчивой нагрузке.

Рис. 6

Виды окончательного отказа для всех колонн группы №3.

Рис. 7

Виды окончательного отказа для всех колонн группы №4.

Деформированные формы

Измеренные деформированные формы вокруг малой оси для всех колонн, близких к разрушению, показаны на рис. 8. На рис. 8a, b показаны деформированные формы для колонн, изогнутых в режимах одиночной кривизны. Можно отметить, что несмотря на то, что колонна C-0-0 рассматривалась как короткая колонна, она показала небольшую боковую деформацию около 0.03 б . Это значение находится в пределах, установленных Кодексом норм Египта, ECP 203-2007. Этот предел указывает, что верхний предел для короткого столбца, чтобы пренебречь эффектом гибкости, составляет 0,05 b . Увеличение равных концевых эксцентриситетов до 10 мм (S-1-1) привело к увеличению измеренной поперечной деформации примерно на 0,05 b по сравнению с таковой для колонны с осевой нагрузкой (C-0-0). Увеличение концевого эксцентриситета до 30 мм (S-3-3) привело к увеличению боковой деформации примерно на 0.06 б . Дальнейшее увеличение эксцентриситета концов до 50 мм (S-5-5) привело к увеличению поперечной деформации примерно на 0,12 b . Измеренные поперечные деформации всех колонн, имеющих равные концевые эксцентриситеты и изогнутых в режиме одиночной кривизны, были приблизительно симметричны относительно средней точки по высоте, как показано на рис. 8а. Что касается случая неравных эксцентриситетов концов, максимальное значение для измеренной боковой деформации было смещением к концу, имеющему больший эксцентриситет конца, как показано на рис. 8b. Для случая колонн, изогнутых в режиме одиночной кривизны, верхняя граница была представлена ​​колонкой S-5-5, а нижняя граница — осевой нагруженной колонкой C-0-0.

Рис. 8

Деформированные формы всех испытанных колонн.

Для колонн, изогнутых в режиме двойной кривизны, можно отметить, что колонны имели несимметричную деформированную форму по сравнению с исходной центральной линией колонны. Однако, если рассматривать окончательную деформированную форму из-за осевой нагрузки, как показано в колонке C-0-0, окончательные деформированные формы показали симметричную конфигурацию относительно деформированной формы колонны C-0-0 для случая равных эксцентриситетов концов. как показано на рис.8c. Что касается неравных концевых эксцентриситетов, максимальные боковые деформации были смещены к концу, имеющему больший концевой эксцентриситет, как показано на рис. 8d.

На рис. 9а показана взаимосвязь между вертикальной нагрузкой и развитым боковым прогибом на средней высоте секции для всех колонн группы № 1. Можно отметить, что увеличение коэффициента эксцентриситета концов привело к снижению предельной грузоподъемности и увеличение соответствующего бокового дефекта. Колонна S-5-5 показала наибольшее снижение предельной грузоподъемности, а также наибольшее поперечное отклонение среди всех колонн, подвергшихся различным комбинациям концевого эксцентриситета и изогнутых в режимах одинарной или двойной кривизны, как показано на фиг.9б, в.

Рис. 9

Зависимость вертикальной нагрузки от бокового отклонения для всех испытанных колонн.

Для колонн с неравными комбинациями эксцентриситета концов, изогнутых в режимах одинарной кривизны, и колонн, изогнутых в режимах двойной кривизны, было замечено, что максимальные боковые прогибы развиваются в верхней половине колонн, как показано на рис. 8. Таким образом, боковые изгибы для эти столбцы были представлены на расстоянии 0,67 от высоты столбца, как показано на рис.9b и 9c. Можно заметить, что колонны, изогнутые в режимах двойной кривизны, показали более высокую предельную нагрузку и меньшие боковые дефекты, чем колонны, изогнутые в режимах одинарной кривизны и имеющие те же комбинации концевых эксцентриситетов.

Максимальная вместимость

В таблице 2 приведены предельные длительные нагрузки для всех колонн. Можно отметить, что наибольшая предельная пропускная способность продемонстрирована концентрически загруженной колонной C-0-0, в то время как наименьшая предельная пропускная способность была достигнута колонной S-5-5, имеющей режим одинарной кривизны и равные концевые эксцентриситеты, равные 0.{{- 2..9 \ left ({\ frac {e} {b}} \ right)}} $$

(4)

где P
_u
— максимальная вместимость, P
_или
— это номинальная пропускная способность поперечного сечения колонны, которая в данном исследовании рассматривается как предельная пропускная способность концентрически нагруженной колонны C-0-0, e / b — это соотношение между равным концевым эксцентриситетом и стороной колонны. Однако это выражение было получено для колонн, имеющих одинаковые концевые эксцентриситеты, т. Е. Максимальный момент возникает в средней точке колонны. Для колонны, подверженной неравным конечным моментам и изогнутой в режиме одинарной или двойной кривизны, максимальный момент может возникнуть на конце колонны или где-то внутри колонны. Для таких случаев может быть реализована концепция эквивалентного момента.

Для колонны, подверженной воздействию концевых моментов M
₁ и M
₂ , где M
₂ больше M
₁ , величина эквивалентного момента, М
_экв
, такова, что максимальный момент, создаваемый им, будет равен моменту, создаваемому фактическими конечными моментами M
₁ и M
₂ , как показано на рис. 10. Остин (Чен и Луи, 1987) предложил общее выражение для эквивалентного момента, которое дает такой же эффект на средней высоте колонны, как дается формулой. (5).

$$ M_ {eq} = 0,6M_ {2} — 0,4M_ {1} \ ge 0,4M_ {2} $$

(5)

где M
₁ имеет отрицательное значение для изгиба колонны в режиме одиночной кривизны. Поскольку эквивалентный концевой эксцентриситет может быть получен путем деления эквивалентного момента на действующую нормальную силу на колонну, эквивалентный концевой эксцентриситет составляет e
_экв
, можно получить из уравнения.(6).

$$ e_ {eq} = 0,6e_ {2} — 0,4e_ {1} \ ge 0,4e_ {2} $$

(6)

где e
₁ и e
₂ — соответствующие концевые эксцентриситеты для моментов M
₁ и M
₂ соответственно.

Рис. 10

Схематическое изображение понятия эквивалентного момента.

В таблице 3 перечислены нормализованные емкости, основанные как на экспериментальных данных, так и на данных, полученных из предложенного выражения. Можно отметить, что коэффициент вариации составил 0,0941. Кроме того, максимальная вариация составляет от -10% до +21%, хотя в большинстве случаев были зарегистрированы небольшие вариации. Это указывает на то, что предложенное выражение может хорошо предсказать предельные возможности эксцентрично нагруженных колонн, изогнутых в режимах одинарной или двойной кривизны.{{- 2.4 \ left ({\ frac {e} {t}} \ right)}} $$

(7)

На рисунке 11 показано сравнение обоих выражений. Можно сделать вывод, что предложенное выражение, основанное на результатах экспериментальных испытаний, показало более консервативные результаты в пределах примерно 10% по сравнению с представленным Afefy (2012).

Рис. 11

Взаимосвязь между нормализованной осевой нагрузкой и отношением конечного эксцентриситета к стороне колонны.

Развитая нормальная деформация продольных стержней на средней высоте

Несмотря на то, что максимальное напряженное сечение не было одинаковым для всех испытанных колонн в зависимости от комбинаций концевых эксцентриситетов, развитые нормальные деформации на продольных стержнях были измерены в середине -высота раздела. В зависимости от типа используемой стали предел текучести продольных стержней составляет 2069 микродеформаций. Поскольку колонна C-0-0 была короткой в ​​обоих направлениях, т.е.е. эффект гибкости минимален, развиваемые деформации по всей высоте арматурных стержней должны достигать предела текучести при разрыве. Это произошло, как и ожидалось, когда измеренная деформация сжатия вблизи разрушения составила 2247 микродеформаций для колонны C-0-0.

Применение концевых эксцентриситетов на концах колонн изменило распределение деформации по поперечному сечению колонны в точке средней высоты, где растягивающая деформация может развиваться на основе значения концевого эксцентриситета, а также режима кривизны. Для колонн, изогнутых в режимах одинарной кривизны, растягивающая деформация может развиваться в средней части секции, поскольку эта секция является максимально напряженной секцией для случая равных концевых эксцентриситетов. В то время как для неравных концевых эксцентриситетов максимальное напряженное сечение может быть смещено на основе комбинаций концевых эксцентриситетов. С другой стороны, для колонн, изогнутых в режимах двойной кривизны, секция средней высоты может развивать наименьшую деформацию для случая равных концевых эксцентриситетов и более высоких значений, но не максимальные для случая неравных концевых эксцентриситетов.

Для группы № 1 только в колонне S-1-1 развивалась деформация сжатия по всему сечению с максимальным значением, превышающим деформацию текучести (2326 микродеформаций). Это может быть связано с небольшими концевыми эксцентриситетами, в результате которых поперечное сечение колонны подвергалось неравномерному сжимающему напряжению. Увеличение торцевого эксцентриситета до 30 мм привело к увеличению действующего изгибающего момента. Следовательно, возникло растягивающее напряжение, и измеренная деформация растяжения превысила предел текучести (3453 микродеформация).Увеличение концевого эксцентриситета до 50 мм показало то же поведение, что и в колонне S-3-3, но измеренная деформация растяжения была ниже, чем у колонны S-3-3, несмотря на то, что действующий момент был больше. Это можно объяснить более низкой устойчивой нагрузкой на колонну S-5-5 по сравнению с колонной S-3-3. Можно отметить, что увеличение концевых эксцентриситетов привело к уменьшению проявленных деформаций сжатия. Это происходит из-за уменьшения действия нормальной силы по сравнению с повышенным влиянием изгибающего момента из-за увеличения концевого эксцентриситета.

Для колонн с неодинаковым концевым эксцентриситетом группы № 2 ни одна из них не достигла предела текучести продольных стальных стержней ни на стороне растяжения, ни на стороне сжатия. Это связано с тем, что участок с максимальным напряжением был смещен от места измерения. Во всех случаях секции с максимальным напряжением были расположены в верхней четверти испытуемой колонны, как показано на Рис. 4. Как показано в Таблице 2, только колонны с концевым эксцентриситетом 50 мм создавали растягивающую деформацию на продольных стержнях посередине. точка высоты.

Что касается изгиба колонн в режимах двойной кривизны как группы № 3 и 4, то ни у одной из них не возникала деформация растяжения в продольных стержнях на средней высоте сечения. Это можно объяснить минимальным влиянием развиваемого изгибающего момента на этих участках, где участки с максимальным напряжением находились вблизи опор, как показано на рис. 5 и 6. Как показано в таблице 2, можно отметить, что увеличение концевых эксцентриситетов привело к уменьшению развиваемой сжимающей деформации на продольных стержнях в средней части секции из-за увеличения эффекта изгибающего момента.

Эквивалентный столбец

Связь между эквивалентным столбцом с штыревым концом, H
^* , а конечный эксцентриситет указан в уравнении. (1). Предполагая сбалансированный отказ колонны, кривизна в средней части эквивалентной колонны, ϕ
_м
, может быть представлена ​​формулой. (8).

$$ \ phi_ {m} = \ frac {{\ varepsilon_ {cu} + \ varepsilon_ {y}}} {b — c} $$

(8)

, где ɛ
_у.е.
— деформация раздавливания бетона = 0.{2}}} $$

(9)

Зная значение конечного эксцентриситета, а также режим кривизны, можно получить эквивалентный столбец.

Реализация концепции эквивалентной колонны при изгибе колонны в режиме единой кривизны

Рассмотрим колонну S-3-5 в качестве примера для колонны, изогнутой в режиме единой кривизны, эквивалентная осевая нагрузка на конце штифта определяется ниже, см рис. 12а.

Рис. 12

Представление эквивалентной осевой нагруженной колонны.{* 2} = 52.1 \, {\ text {mm}} $$

Реализация концепции эквивалентной колонны при изгибе колонны в режиме двойной кривизны

Рассмотрим колонну D-3-5 в качестве примера для колонны, изогнутой в режиме двойной кривизны, эквивалентная осевая нагрузка на конце штифта определяется следующим образом, см. { 2}}} = 0.{*}}}} \ right) = 50 \ to (2) $$

$$ x_ {1} + x_ {2} = 1200 \ to (3) $$

Предполагая, что максимальный момент возникает в торцевой колонне, имеющей торцевой эксцентриситет 50 мм, и решая три уравнения методом проб и ошибок, получаем H
^* = 1702 мм, x
₁ = 0,349 м, x
₂ = 0,851 м.

Можно отметить, что эквивалентный столбец для случая режима двойной кривизны ниже, чем для режима одинарной кривизны.Следовательно, эффект гибкости режима одиночной кривизны выше ( H * / b = 30,28), что привело к значительному снижению предельной емкости, что подтверждено экспериментальным результатом такой колонки (S-3-5 ), где его предельная емкость составляла около 33% от осевой емкости C-0-0. С другой стороны, колонна, изогнутая в режиме двойной кривизны, имеет коэффициент гибкости 17,02, что привело к умеренному влиянию на предельную грузоподъемность. Этот контакт был подтвержден экспериментальным результатом, когда колонка D-3-5 показала около 56% предельной емкости осевой нагруженной колонны C-0-0.

Взаимосвязь между коэффициентом эксцентриситета концов и эквивалентной длиной столбца

Та же процедура, что и в пункте 3.5.1, была реализована с учетом различных комбинаций эксцентриситетов концов, и были получены соответствующие эквивалентные столбцы. Следовательно, соотношение между нормализованной эквивалентной длиной колонны и коэффициентом эксцентриситета на концах было получено, как показано на рис. 13 и дается формулой. (10).

Рис. 13

Взаимосвязь между коэффициентом эксцентриситета на конце и эквивалентной длиной колонны.{2} $$

(10)

Как следствие, зная любые комбинации эксцентриситета на концах и исходную высоту колонны для колонны, изогнутой в режиме одиночной кривизны, эквивалентная колонна со штифтовым концом, подверженная осевой нагрузке, может быть получена с помощью уравнения. (10). Таким образом, можно упростить процедуру проектирования.

В случае колонн, изогнутых в режиме двойной кривизны, обобщение концепции эквивалентной колонны может привести к неточной ситуации, и каждый случай следует рассматривать индивидуально.Например, для колонки с номером e
₁ = 5 мм и e
₂ = 20 мм, эквивалентный столбец будет в 1,58 раза больше исходной длины столбца. С другой стороны, для колонны с и
₁ = 30 мм и e
₂ = 50 мм, эквивалентный столбец будет в 1,42 раза больше длины исходного столбца. Следовательно, необходимо учитывать значение эксцентриситета верхнего конца и соотношение между эксцентриситетом верхнего конца и эксцентриситетом нижнего конца.

Упрощенная процедура проектирования

Измеренная поперечная деформация показала, что, несмотря на то, что колонна считалась короткой, она проявляла поперечную деформацию. Эта боковая деформация приводит к снижению осевой нагрузки колонны из-за возникающего изгибающего момента. Кроме того, результирующая боковая деформация прямо пропорциональна высоте колонны, даже если колонна все еще короткая, где этой поперечной деформацией пренебрегают. Чтобы учесть такой дополнительный момент, а также действующие основные конечные моменты, колонна уменьшена до эквивалентной тонкой колонны с штифтовым концом.Следовательно, дополнительный момент может быть рассчитан, а поперечное сечение колонны может быть пропорционально пропорционально с использованием любых доступных расчетных диаграмм, как поясняется ниже.

Рассмотрим любую короткую колонну, подверженную любым комбинациям эксцентриситета на концах, колонна может иметь следующую конструкцию:

1. 1.

   Рассчитайте эквивалентный конечный эксцентриситет по формуле. (6)

2. 2.

   Рассчитайте эквивалентный столбец с штыревым концом, уравнение. (10)

3. 3.

   Проверьте верхний предел гибкости, сравнив действующую осевую нагрузку и критическую нагрузку потери устойчивости, P
   _{критическое}
   , как рассчитано по формуле.{* 2}}} $$

   (11)

   , где EI — жесткость на изгиб, которую можно рассчитать согласно соответствующему стандарту проектирования.

4. 4.

   Если действующая нагрузка превышает критическую нагрузку при продольном изгибе, тогда колонна небезопасна, и конкретные размеры поперечного сечения должны быть увеличены.

5. 5.

   Если действующая нагрузка меньше критической нагрузки продольного изгиба, рассчитайте поперечную деформацию в середине пролета e
   _или
   из уравнения. (9).

6. 6.

   Рассчитайте дополнительный момент как произведение действующей нагрузки и поперечной деформации в середине пролета.

7. 7.

   Используйте любые готовые схемы расчета для получения стальной арматуры.

Выполнение предложенной процедуры

Рассматривается колонна с неподвижным концом с подкосами, подверженная осевой предельной нагрузке 1600 кН, а действующие концевые моменты вокруг малой оси составляют 133 кН-м и 95 кН-м.Высота колонны 5 м, сечение 300 на 500 мм. Предполагая, что жесткость при изгибе поперечного сечения колонны, рассчитанная по ACI 318-14, составляет 1,04 × 10 ¹³ Н / мм ² . Расчетный момент будет рассчитан как по стандарту ACI, так и по предложенной ниже процедуре.

Предлагаемая процедура

• \ (e_ {2} = \ frac {{M_ {2}}} {{P_ {u}}} = \ frac {133} {1600} = 0.083 {\ text {m}}, \, e_ {1} = \ frac {{M_ {1}}} {{P_ {u}}} = \ frac {95} {1600} = 0,059 {\ text {m }} \)

• Используя уравнение. (6) эквивалентный эксцентриситет, e
  _экв
  , равно 0,0737 м, \ (\ frac {{\ varvec {e} _ {{\ varvec {eq}}}}} {\ varvec {b}} = \ frac {0,0737} {0,3} = 0,245 \)

• Используя уравнение.{2}}} = 98,4 \, {\ text {mm}}> e_ {2} \)

• \ (M_ {design} = P_ {u} * e_ {o} = 1600 * 98,4 / 1000 = 157,4 \, {\ hbox {kN-m}}> M_ {2} \)

ACI-318-14 Код

• \ (M_ {c} = \ frac {{C_ {m} * M_ {2}}} {{1 — \ frac {{P_ {f}}} {{\ emptyset_ {m} P_ {c}}}}) } \ ge M_ {2} \)

• \ (\ emptyset_ {m} = 0.{2}}} \)

• Рассмотрим kl = 0,7, поскольку столбец имеет фиксированные края на обоих концах, \ (P_ {critical} = 8411,4 \, {\ rm kN}> P_ {u} \ to OK \)

• \ (C_ {m} = 0,6 + 0,4 \ frac {{M_ {1}}} {{M_ {2}}} = 0,886 \)

• \ (M_ {c} = \ frac {{C_ {m} * M_ {2}}} {{1 — \ frac {{P_ {f}}}} {{\ emptyset_ {m} P_ {c}}}}) } = \ frac {0.886 * 133} {{1 — \ frac {1600} {0,75 * 8411.4}}} = 157,8 \, {\ hbox {кН-м}}> M_ {2} \)

Можно отметить, что оба метода дают примерно одинаковое значение расчетного момента; 157,4 и 157,8 кН-м. Это означает, что предложенная упрощенная процедура проектирования, основанная на концепции эквивалентной колонны, дает сопоставимый результат с результатами ACI 318-14.

Сейсмостойкость натурных железобетонных колонн

Аннотация

Деформационная способность бетонной колонны может быть выражена с помощью
различные параметры пластичности, такие как пластичность кривизны, пластичность смещения или дрейф
вместимость.Однако мало исследований было проведено в отношении взаимоотношений между
различные параметры пластичности. Цели этого исследования: (1) изучить
взаимосвязь между различными параметрами пластичности с учетом влияния сдвига по глубине
соотношение и уровень осевой нагрузки и (2) разработать методы и процедуры, которые могут быть
используется для оценки деформационной способности железобетонных колонн.
Пять натурных железобетонных колонн были испытаны в Университете г.
Техас в Остине.Результаты испытаний показали, что отношение пролета к глубине сдвига и осевая нагрузка
уровень были важными параметрами, влияющими на соотношение между различными пластичностями
параметры. Измеренные длины пластиковых шарниров образцов колонн также были подвержены влиянию
отношение пролета к глубине сдвига и осевая нагрузка.
Пластическая длина шарнира бетонных колонн была исследована путем изучения
профиль деформации сжатия основного бетона. Аналитическая процедура использовалась для изучения
влияние различных параметров на длину пластиковых петель.По результатам
эксперименты и параметрическое исследование, новое выражение, которое можно использовать для оценки пластических
была предложена длина петель.
Два метода, которые можно использовать для прогнозирования деформационной способности армированного материала.
были разработаны бетонные колонны. Один из этих методов можно считать современным.
аналитический метод, который использует различные феноменологические модели для
ограничение бетона, изгиб арматурного стержня, проскальзывание и сдвиг арматурного стержня
деформации.Другой метод состоит из простых выражений, полученных путем изучения
поперечная нагрузка колонн под влиянием эффекта P-Δ. Использование строгого
аналитический метод позволил получить достаточно точные оценки деформационной способности
более ста колонок протестировано различными исследователями. Использование простых выражений,
с другой стороны, проследили нижнюю границу измеренных дрейфовых способностей этих
столбцы. Простое выражение рекомендуется использовать при проектировании, основанном на производительности.
железобетонные колонны.

трещин в круглых железобетонных колоннах, возникающих в процессе строительства. Научно-исследовательская работа по теме «Гражданское строительство»

CrossMark

Доступно на сайте www.sciencedirect.com

ScienceDirect

Инженерные процедуры 153 (2016) 419 — 426

Инженерные процедуры

www.elsevier.com/locate/procedia

XXV Польско-русско-словацкий семинар «Теоретические основы гражданского строительства»

Трещины в кольцевых железобетонных колоннах, возникшие в течение

процесс строительства

Marta Lutomirskaa, Szczepan Lutomirskib *

Варшавский технологический университет, строительный факультет, пр. Ал.Armii Ludowej 16, Варшава 00-637, Польша Варшавская академия Марии Склодовской-Кюри, улица Лабишинска 25, Варшава 03-204, Польша

Аннотация

В статье обсуждается происхождение трещин в железобетонных колоннах, возникающих в процессе строительства. Для анализа развития трещин использовались уравнения деформаций и напряжений для длинных цилиндров, предложенные С. Тимошенко. Обсуждалось размещение арматуры в круглых сечениях.

© 2016ОпубликованоElsevierLtd. Это статья с открытым доступом по лицензии CC BY-NC-ND (http://creativecommons.Org/licenses/by-nc-nd/4.0/).

Рецензирование под руководством оргкомитета XXV польско-российско-словацкого семинара «Теоретические основы гражданского строительства».

Ключевые слова: железобетонная колонна; трещины в колоннах; напряжения из-за температуры в круглых колоннах; усадочные деформации

1.Введение

Трещины в железобетонных конструкциях могут возникать на ранней стадии процесса созревания бетона [5]. Они могут возникать из-за разницы температур между внутренним и внешним слоями бетонного элемента, а также из-за процесса усадки. Деформация усадки увеличивается со временем и зависит от многих факторов, например: процесса подготовки, укладки бетона, уплотнения, отверждения бетонной смеси и формы поперечного сечения, которая определяется как отношение площади поперечного сечения участок до периметра.Появление трещин вызывает беспокойство по поводу долговечности и безопасности конструкции, особенно когда их происхождение остается неизвестным [1]. В

* Автор, ответственный за переписку. Тел .: +48 22 234 63 01.

Электронный адрес: [email protected]

1877-7058 © 2016 Опубликовано Elsevier Ltd. Это статья в открытом доступе под лицензией CC BY-NC-ND (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/).

Рецензирование под руководством оргкомитета XXV польско-российско-словацкого семинара «Теоретические основы гражданского строительства».DOI: 10.1016 / j.proeng.2016.08.144

код PN-EN 1992-1-1: 2008 [C1] стр. В 7.3.1 сказано: «Растрескивание является нормальным явлением в железобетонных конструкциях, подверженных изгибу, сдвигу, скручиванию или растяжению в результате прямой нагрузки или ограничения наложенной деформации». Однако это утверждение не относится к железобетонным колоннам, где трещины могут иметь различную морфологию. В этой статье поведение круглых бетонных колонн на ранней стадии созревания было проанализировано на примере офисного здания в Варшаве.Влияние температуры на процесс твердения бетона решалось с помощью уравнений деформирования и уравнения напряжений для цилиндров, предложенных С.Тимошенко [10].

2. Краткое описание дома

Офисное здание высотой 56,67 м. Его поперечное сечение представляет собой круговой сегмент с хордой 85,60 м и сагиттой 29,20 м на уровне местности. У здания два фасада: поверхность, близкая к равнине, образованная хордами кругов, и выпуклая поверхность, образованная арками круговых сегментов (рис.1). В центральной части кругового сегмента есть расширение, разделяющее здание на две части. В здании шестнадцать надземных этажей и два подземных этажа. Высота первого этажа 5,50 м, остальных этажей 3,6 м. Выше шестого этажа над уровнем земли выпуклый фасад отклонен по отношению к нижней части здания.

Конструкция состоит из плит и колонн с двумя внутренними жесткими ядрами, расположенными близко друг к другу во внутренней части здания, близко к расширению.

Оси колонн не расположены в узлах, образующих нерегулярную модульную сеть. В продольном направлении (перпендикулярно хорде) сетка обычно размещается через каждые 7,50 м. В другом направлении спроектированы две модульные сети. Расстояние между колоннами варьируется от 2,70 м до 10,30 м. В узлах прямоугольной модульной сетки спроектированы квадратные колонны. Круглые колонны были спроектированы в поперечном сечении модульной сетки перпендикулярно поясу и арочные модульные сетки.Плиты были рассчитаны на толщину 25 см, класс бетона С30. В расширениях и пролетах консольные плиты укрепляются балками, которые соединяются с железобетонным ядром здания. Схема типового поперечного сечения между вторым и шестым этажами представлена ​​на рисунке 1. Вид проектируемого открытого пространства представлен на рисунке 2.

Рис. 1. Типовое сечение между вторым и шестым этажами

Рис.2. Вид проектируемого открытого пространства

3. Стальная арматура и бетон в круглых колоннах

Требования к диаметрам и шагам продольной и поперечной арматуры указаны в кодах [C1, C2]. Поперечная арматура должна предотвращать смещение продольных стержней при бетонировании, предотвращать коробление и уменьшать влияние усадочных деформаций [9]. Для столбиков шестиугольной и восьмиугольной формы могут применяться хомуты, как показано на Рисунке 3 (a, b, c).В круглых колоннах можно использовать спиральные и дополнительные внутренние хомуты (рис. 4 а, б, в).

а) б) в)

Рис. 3. Поперечная арматура в шестиугольных, восьмиугольных и круглых колоннах

а) б) в)

В обследованном здании основное усиление кольцевых колонн спроектировано с применением стали А-III (34ГС). Он состоит из 8 полосок. Их диаметры различаются для разных этажей по нагрузке: 20, 25 и 32 доллара (p1 = 0,89%, 1,39% и 2,28%).Для поперечной арматуры принята сталь A-I. Стремена $ 8 и $ 6 образовывали форму двух «квадратов», как показано на рисунке 3c. Шаг поперечной арматуры составлял 20 см, а в местах соединения с плитами — 10 см.

Диаметр колонны постоянный (для анализируемых этажей) и равен 60 см. Переменной была арматура и класс бетона (C45, C40 и C35). Бетонирование колонн выполнено с использованием стальных лесов. Вероятно, что колонны были построены между осенью и весной. Забетонированные колонны оставались в лесах около двух дней.Для оценки прочности бетона на сжатие были применены склерометрические измерения твердости поверхности. Использовался молоток Шмидта типа N [C4]. Был сделан вывод о том, что класс бетона находится между С45 и С50, что соответствует требованиям спроектированного класса.

4. Описание повреждений

Бетонные поверхности колонн покрыли тонким слоем раствора, а затем выкрасили в белый цвет. На сухой и белой поверхности хорошо просматривались даже небольшие трещинки и изломы.При осмотре вертикальные отрывы красочного слоя наблюдались только в круглых колоннах (рис. 5). Ни одна из квадратных колонн не была повреждена. Количество дефектных круглых колонн существенно различается на разных этажах. Ниже 4 этажа и выше 11 этажа трещин не наблюдалось. На 4-м этаже было повреждено семь колонн, на 5-м — пять. Шестой этаж использовался частично и исключен из проверки. На 7-м и 9-м этажах были отмечены лишь небольшие повреждения колонн в районе расширения и центральной части выпуклой стены.Наибольшие повреждения наблюдались на 8 этаже (рис. 7 и 8). Около 80% колонн имели трещины, отслоение краски от стены или даже видимое расслоение бетона в технологических разрывах (рис.7). На 10 этаже проблема касается примерно 50% колонн. Количество наблюдаемых трещин также варьировалось от одной до шести на одной колонне.

Проведен открытый спот. Было отмечено, что для большинства колонн отслоение краски не означало трещин в растворе.Однако под увеличением были видны микроскопические трещины (шириной около 0,1 мм) в бетоне. Трещины были заполнены раствором, поэтому они развивались до укладки раствора.

В выбранных столбцах совмещение арматуры и бетонного покрытия было проверено с помощью швейцарского Profometer 3. Наиболее однородные результаты для толщины бетонного покрытия показаны на рисунке 9, а самые разные результаты представлены на рисунке 10. Это может Можно сделать вывод, что продольная арматура не была достаточно закреплена от смещения во время бетонирования, а количество дистанционных прокладок было недостаточным.

Может возникнуть беспокойство по поводу несущей способности и безопасности. Причины появления трещин могут быть разными, и их может быть трудно определить. Происхождение трещин можно оценить на основе их расположения и формы.

Рис. 5, 6. Характерные повреждения лакокрасочного покрытия и раствора на круглых колоннах

Рис. 7. Колонна по оси BC / R = 5220 Вертикальные микротрещины и сегрегированный бетон на технологических разрывах

Рис.8. Открытое место. Вертикальная трещина и отслоение лакокрасочного покрытия.

9. Колонна S — 1/7 на 8 этаже, пересечение оси BE / R = 5220

Рис. 10. Колонна S — 1/7 на 8 этаже,

пересечение оси BC / R = 5220

5. Термические напряжения в колонне круглого сечения

В процессе твердения бетона выделяется тепло, что приводит к повышению температуры в элементе.Рост и изменение температуры во времени зависит от размеров поперечного сечения, начальной температуры, температуры воздуха, типа бетона, последовательности заливки и т. Д. [2]. В процессе твердения эти факторы вызывают неравномерное изменение объема бетона, что приводит к образованию трещин. Предполагая, что профиль температуры осесимметричен и постоянен по длине бесконечно длинного изотропного цилиндра, деформации (деформации) и напряжения могут быть рассчитаны по следующим формулам [10]:

/ \ r b 1 r

(1-2v) — \ T r dr + — \ Trdr

V i Trdr — v i

^ я Trdr + r2 я

Т р др

Т р др — Т

(1) (2)

—— Т р др — Т

где: а — коэффициент теплового расширения,

b — радиус цилиндра,

T = tT — (r / b) xtT — предполагается, что это расчет линейного распределения температуры по радиусу.

(1,5 — 2в) тр-р? -3б

Термические напряжения or, o0, и oz будут:

1 тТ р

—tT + -—

3 1 3 б

1 т + 2 тт р

1 тТ р

-vtT -tT + ——

Напряжения 0r и на оси равны, в то время как при температуре tj> 0 радиальное напряжение 0r отрицательно, за исключением внешнего

поверхность цилиндра, где она равна нулю.На поверхности цилиндра действуют растягивающие напряжения o0 и oz.

Критические деформации бетона при растяжении зависят от марки бетона [11] и находятся в диапазоне (от 1,0 до 1,5) x 10-4. Критическая деформация бетона была принята равной Se = 1,5 x 10-4. Из уравнения (6) была получена разность температур, вызывающая эту деформацию. Он равен 12,90С.

Преобразуя уравнение (8), можно рассчитать разницу температур между сердцевиной колонны и ее внешней поверхностью.Затем можно определить растягивающие напряжения на внешней поверхности колонны. Они будут больше, чем предел прочности бетона при возрасте t.

= — *! L (1 тТ) * фм (т) (10)

1 — v 3

Повышение прочности бетона на сжатие, растяжение и модуля упругости с течением времени зависит от многих факторов. Предполагается первое приближение согласно [C1]:

фут / см (t) Pcc (t) x fcm ‘fctm (t) (P cc (t)) x fctm’ Ecm (t)

03 E> см (11)

В Дж см

Для бетона марки C40 / B50 значения прочности на сжатие, растяжение и модуля упругости указаны кодом: fcm = 48.0 МПа fctm = 3,5 МПа, Ecm = 35 ГПа. Предполагая, что прочность бетона на сжатие на начальном этапе через два дня больше или равна 20 МПа [C3], рассчитываем по аналогии из уравнения (3.1) из кода [C1], коэффициент Pcc (t) = 0,416. Преобразуя уравнение (10), можно рассчитать критическую температуру, которая вызовет растяжение и разрушение колонны.

h = tk = 3 (1 — V) PJVLtm (12)

‘* «(PJt)) 0,3 Fcm

Для приведенных выше значений критическая температура в колонне после двух дней отверждения s tk = 13,50C.

Полученные из уравнений (5) — (9), деформации sr, Se и напряжения или, o0 в любой удаленной от оси колонны точке соответствуют численным расчетам, выполненным в статье [6]. Максимальные термические напряжения в соответствующей колонне квадратного сечения составляют ок. На 30% выше, чем в круглой колонне. Однако в углах квадратной колонны напряжения снижаются прим. 25% от напряжений в круглой колонне. В квадратных колоннах образование трещин снижается за счет бетона в углах поперечного сечения и хомутов.Поэтому в круглой колонне с хомутами, как показано на рис. 3c, усадка трещин может происходить легче, чем в колоннах с квадратным поперечным сечением.

6. Резюме

Колонны с высокой несущей способностью обычно строятся из бетона высокого класса. Бетон высокого класса обычно более хрупок для процесса отверждения на ранних стадиях [7]. В группу риска особенно высокого риска при отверждении входят бетоны, заливаемые в зимнее время года [4], [8].

Численные и аналитические расчеты для круглых колонн показали, что основные деформации и напряжения имеют круговую симметрию. Для колонн прямоугольного сечения основные деформации и напряжения би-симметричны. Максимальные растягивающие напряжения в середине поперечного сечения по сравнению с углами значительно ниже. Значения максимальных деформаций на периферийной поверхности круглой колонны сопоставимы с деформациями усадки, рассчитанными по старым польским кодексам, с предположением, что эффект усадки можно заменить снижением температуры до / на 150 ° C [3].Кроме того, было доказано, что круглые колонны с хомутами, не изогнутые в форму круга, более чувствительны к усадке, чем колонны прямоугольного или квадратного сечения с хомутами, предотвращающими развитие усадочной деформации. Это особенно важно на начальном этапе твердения бетона.

Неадекватная арматура для защиты от усадки и усадочных напряжений может вызвать развитие трещин в кольцевых железобетонных колоннах.dowej № 4/1957

[2] Б. Буковски: Бетонные конструкции, т. I, часть I: «Связующее, заполнители, вода», Аркадий 1963

[3] К. Флага: Усадочные напряжения и поверхностное армирование в бетонных конструкциях, Монография 295, PK Press, Краков 2004.

[4] T. Godycki — Cwirko: «Механика бетона», Аркадий 1982,

[5] T. Godycki-Cwirko: «О преждевременном растрескивании колонн под нагрузкой до начала эксплуатации» Конференция по разрушениям конструкций, 2013 г., Miçdzyzdroje, стр.czka: «Напряжения и деформации усадки в кольцевых железобетонных колоннах» XII семинар R-S-P, Теоретические основы гражданского строительства, PW press, Варшава, 2003, стр. 117 — 126

[7] Х. Рашка: «Усадка бетона — genesis, objawy i przebieg w czasie», Inz. I Bud. 2/96,

[8] Х. Руш, Д. Юнгвирт: «Усадка и ползучесть в бетонных конструкциях», Аркадий, Варшава, 1962,

[9] Старосольский В.: «Железобетонные конструкции», PWN, Варшава, 2000

[10] С.Тимошенко, Ю. Гудье: «Теория пластичности», Аркадий, Варшава, 1962,

.

[11] Sz. Волински: «Напряжение в бетоне — свойства и их применение в нелинейной механике трещин». Bud. I Inz. Z.15 / 91 [C1] PN-EN 1992-1-1: 2008, Еврокод 2: проектирование бетонных конструкций . Часть 1-1:

Общие правила и правила для зданий [C2] PN-B-03264: 2002 — Бетонные, железобетонные и предварительно напряженные бетонные конструкции. Статические расчеты и дизайн. Польский дизайн-код.[C3] PN-EN 197-1: 2012 — Цемент — Часть 1: Состав, спецификации и критерии соответствия для обычных цементов, [C4] PN-EN 12504-2: 2013-03 Испытания бетона в конструкциях. Неразрушающий контроль. Определение числа отскока

Реакция на удар железобетонных колонн с различной осевой нагрузкой при низкоскоростной ударной нагрузке

[1]
Н.Киши, Х. Миками, К.Г. Мацуока и Т. Андо: Поведение при ударе железобетонных балок с разрушением при сдвиге без сдвиговой арматуры, Международный журнал ударной инженерии. Vol. 27, выпуск 9 (2002), стр.955-968.

DOI: 10.1016 / s0734-743x (01) 00149-x

[2]
Я.M. May, Y. Chen, D. Roger, J. Owen, Y.T. Фэн и А. Bere: Поведение железобетонных балок и плит под падающими ударными нагрузками, 6-я Азиатско-Тихоокеанская конференция по ударным и ударным нагрузкам на конструкции, Перт, Австралия (2005), стр. 375-3825.

DOI: 10.12989 / cac.2006.3.2_3.079

[3]
К.Фуджикаке, Б. Ли и С. Соун: Реакция на удар железобетонной балки и ее аналитическая оценка, Журнал структурной инженерии (ASCE). Vol. 135, выпуск 8 (2009), стр 938-950.

DOI: 10.1061 / (asce) ул. 1943-541x.0000039

[4]
П.Вонгматар, К. Хансапиньо, К. Би и В. Вимонсатит: Влияние сдвиговых и изгибных способностей на ударные характеристики железобетонных балок, Механика конструкции и материалов: достижения и проблемы. Лондон: Taylor & Francis Group (2017).

[5]
W.Чен, Х. Хао и С. Чен: Численный анализ предварительно напряженной железобетонной балки, подвергшейся взрывной нагрузке, материалы и конструкция. Vol. 65, 2015, стр. 662-674.

DOI: 10.1016 / j.matdes.2014.09.033

[6]
Б.Луи, В. Фань, В. Го, Б. Чен и Р. Лю: Экспериментальное исследование и улучшенное КЭ моделирование осевых нагруженных круглых колонн RC при боковой ударной нагрузке, Engineering Structures. Vol. 152 (2017), стр 619-642.

DOI: 10.1016 / j.engstruct.2017.09.009

[7]
ИКС.Чжан, Х. Хао и К. Ли: Экспериментальное исследование реакции сборных сегментных колонн на ударную нагрузку, Международный журнал ударной инженерии. Vol. 95 (2016), стр.105-124.

DOI: 10.1016 / j.ijimpeng.2016.05.005

[8]
LS-DYNA: руководство пользователя LS-DYNA, Livermore Software Technology Corporation (2007).

[9]
Европейский международный комитет по бетону (CEB): Бетонная конструкция при ударе и импульсной нагрузке — сводный отчет, бюллетень CEB 187, Федеральный технологический институт Лозанны, Швейцария (1988).

[10]
Л.Дж. Малвар и К.А. Росс: Обзор эффектов скорости деформации для бетона при растяжении, ACI Materials Journal.Vol. 95, 1998, стр. 735-739.

[11]
Э. Тан и Х. Хао: Численное моделирование реакции вантового моста на взрывную нагрузку.Часть 1, Инженерное сооружение. Vol. 32, выпуск 10 (2010), стр 3180-3192.

DOI: 10.1016 / j.engstruct.2010.06.007

[12]
П.Вонгматар, К. Хансапиньо, В. Вимонсатит и В. Чен: Рекомендации по проектированию железобетонных балок против ударных нагрузок с низкой скоростью, Международный журнал структурной устойчивости и динамики, Vol. 18, выпуск 9 (2018).

DOI: 10.1142 / s0219455418501043

[13]
W.Tantrapongsaton, C. Hansapinyo, P. Wongmatar и T. Chaisomphob: Изгибные железобетонные элементы с минимальным армированием при низкоскоростной ударной нагрузке, Международный журнал GEOMATE. Vol. 14, выпуск 46 (2018), стр 129-136.

DOI: 10.21660 / 2018.46.str107

[14]
А.Йоханссон и Дж. Фредберг: Конструктивное поведение предварительно напряженных бетонных балок при ударной нагрузке (магистерская диссертация), Технологический университет Чалмерса, Гётеборг, Швеция (2015).

Что такое столбец? 19 Типы колонн

Колонны — важнейший структурный элемент в зданиях. В этой статье мы обсудим определение столбцов.Также здесь представлено краткое описание всех типов столбцов.

Колонны определяются как вертикальные несущие элементы, воспринимающие в основном осевые сжимающие нагрузки. Этот элемент конструкции используется для передачи нагрузки конструкции на фундамент. В железобетонных зданиях балки, перекрытия и колонны отливаются монолитно. Действие изгиба в колонне может создавать растягивающие усилия на части поперечного сечения. Тем не менее, колонны называют элементами сжатия, поскольку в их поведении преобладают сжимающие силы.

Бетонные колонны можно условно разделить на три категории: пьедесталов, короткие армированные колонны и длинные армированные колонны. Кроме того, в наши дни столбцы могут быть отнесены к разным категориям по разному признаку.

Колонны могут быть многих типов в зависимости от нагрузки, длины, связей колонн, связей рам и т. Д. Типы колонн, используемых в строительстве, указаны ниже:

1. В зависимости от нагрузки
   1. Колонны с осевой нагрузкой
   2. Колонны с эксцентрической нагрузкой : Одноосные
   3. Эксцентрично нагруженные колонны: Двухосные
2. На основе связей колонн
   1. Связанные колонны
   2. Спиральные колонны
3. На основе коэффициента гибкости Армированные колонны
   1. Короткие армированные колонны
      1. Короткие опорные колонны
   2. На основе формы поперечного сечения
      1. Геометрическая форма — прямоугольная, круглая, восьмиугольная, квадратная и т. Д.
      2. L-образная
      3. Т-образная
      4. V-образная
   3. На основе строительных материалов
      1. Железобетонная колонна
      2. Композитная колонна
      3. Сталь, древесина, кирпичная колонна
   4. На основе каркаса
   5. На основе каркаса Колонна с подкреплением
   6. Колонна без подкоса
4. Другие типы
   1. Колонна из предварительно напряженного бетона
   2. Греческая и римская колонна

Все эти типы колонн обсуждаются ниже.

Классификация колонны на основе нагрузки

Колонна с осевой нагрузкой

Если сжимающие вертикальные нагрузки действуют вдоль центральной оси колонны, она называется осевой нагруженной колонной. Такой тип колонны без изгиба практически не встречается.

Эксцентрично нагруженная колонна: одноосная

Когда нагрузки действуют на расстоянии « e» от центра тяжести поперечного сечения колонны, колонна называется эксцентрично нагруженной колонной.В одноосной эксцентрично нагруженной колонне это расстояние ‘e’ может быть по оси x или оси y. Эти эксцентрические нагрузки вызывают моменты по оси x или оси y.

Эксцентрично нагруженная колонна: двухосная

В колонне этого типа нагрузки прикладываются в любой точке поперечного сечения, но не по осям. Нагрузки вызывают моменты одновременно по осям x и y.

Колонна с осевой нагрузкой, Одноосная эксцентриковая колонна, Двухосная эксцентриковая колонна.

Классификация колонны на основе связей колонн

Связанная колонна

В связанной колонне продольные стержни связаны друг с другом меньшими стержнями.Эти меньшие полосы расположены через одинаковые интервалы вверх по столбцу. Стальные стяжки в колонне ограничивают основные продольные стержни. Более 95 процентов всех колонн в зданиях в несейсмических регионах являются связанными колоннами.

Спиральная колонна

Спиральные колонны содержат спирали для удержания основной продольной арматуры. Спираль — это арматура пружинного типа. Основные стержни располагаются по кругу, а стяжки заменяются спиралями. Спиральные колонны используются, когда требуется высокая прочность и / или высокая пластичность.Потому что спираль сопротивляется боковому расширению стержней колонны при высоких осевых нагрузках. Основные стержни располагаются по кругу, а стяжки заменяются спиралями. Спиральные колонны более широко используются в сейсмических регионах.

Классификация колонны на основе гибкости

Короткий компрессионный блок или опоры

Опора — это компрессионный элемент, высота которого менее чем в три раза превышает его наименьший поперечный размер. Пьедесталы не требуют армирования и могут быть выполнены из простого бетона.

Короткая армированная колонна

Коэффициент гибкости (отношение эффективной длины к наименьшему поперечному размеру) в короткой армированной колонне меньше 12. Короткие колонны выходят из строя из-за раздавливания или деформации стальных стержней. Нагрузки, которые может выдержать короткая колонна, зависят от размера поперечного сечения и прочности материалов. Короткие столбцы демонстрируют некоторую гибкость.

Длинная усиленная колонна

Коэффициент гибкости в длинных колоннах превышает 12. Этот тип столбца также известен как тонкий столбец.По мере увеличения гибкости увеличивается деформация изгиба. Длинная колонна выходит из строя из-за эффекта потери устойчивости, что снижает несущую способность.

Классификация колонны по форме поперечного сечения

Геометрическая форма

Секции колонны могут быть прямоугольными, круглыми, квадратными, восьмиугольными, шестиугольными в соответствии с требованиями. Обычно связанные столбцы могут быть квадратными и прямоугольными, а спиральные столбцы — круглыми. Круглые колонны используются, когда требуется большая высота, например, в сваях, опорах мостов.Круглые колонны обеспечивают гладкую и эстетичную отделку. Напротив, прямоугольные колонны встречаются в жилых и служебных зданиях. Их легко и дешевле отливать.

L-образная

Этот тип колонн не пользуется популярностью. Г-образную колонну можно использовать как угловую колонну в каркасной конструкции. Такая конструкция колонны может быть хорошей заменой, чтобы противостоять как осевому сжатию, так и двухосному изгибу углов.

V-образный

В трапециевидной конструкции можно использовать этот тип колонны.Для колонн V-образной формы требуется сравнительно больше материалов.

Т-образные

Т-образные колонны могут использоваться в опорах мостов в зависимости от проектных требований.

Классификация колонн по строительным материалам

Колонна из железобетона

Колонны из железобетона — наиболее широко используемые колонны для каркасных конструкций. Этот тип колонны состоит из бетона в виде матрицы. Стальная рама залита бетоном. Бетон несет сжимающую нагрузку, а арматура противостоит растягивающей нагрузке.Армирующие материалы могут быть изготовлены из стали, полимеров или альтернативных композитных материалов. Для прочной, пластичной и долговечной конструкции арматура должна обладать некоторыми свойствами, такими как термическая совместимость, высокая устойчивость к растягивающим напряжениям, хорошая связь с бетоном, антикоррозийная защита и т. Д.

Композитная колонна

Композитная колонна строится с использованием различных комбинации конструкционной стали и бетона. Взаимодействие и целостное поведение бетона и элементов конструкционной стали делает композитную колонну очень жесткой, более пластичной, рентабельной и, следовательно, конструктивно эффективным элементом в строительстве зданий и мостов.Этот тип колонны также обладает высокой огнестойкостью и устойчивостью к коррозии.

Сталь, дерево, кирпич Колонны

Стальные колонны полностью изготовлены из стали. Эти колонны используются на складах авиастроения, закрытых верфях и т. Д.

Деревянные колонны изготавливаются из древесины. Они обеспечивают эстетичный вид, создавая ощущение простора и открытости. Деревянные колонны предназначены для строительства домов, приемных и ремонтных помещений.

Кирпичные колонны встречаются в кирпичных конструкциях.Они могут быть армированы бетоном для увеличения прочности или могут быть неармированными. Кирпичные колонны могут быть круглыми, прямоугольными, квадратными или эллиптическими в поперечном сечении.

Классификация колонн на основе распорок рамы

Колонна со связями

Колонны могут быть частью рамы, которая закреплена или не закреплена вбок. Боковая устойчивость конструкции в целом обеспечивается связями. Связи можно получить, используя поперечные стены или распорки в каркасе здания. В подкосных каркасах предотвращается относительное поперечное смещение верхнего и нижнего концов колонны.Связанные колонны предотвращают гравитационные нагрузки, а поперечные стены предотвращают боковые нагрузки и ветровые нагрузки.

Свободная колонна

Свободная колонна выдерживает как гравитационную, так и боковую нагрузку. В результате снижается грузоподъемность колонны.

Некоторые другие типы колонн

Колонны из предварительно напряженного бетона

Колонны из предварительно напряженного бетона могут использоваться в качестве расширения железобетонных колонн, когда к колоннам прилагаются изгибающие моменты, вызванные ветровыми и земляными усилиями, эксцентрическими нагрузками или действием рамы.Предварительное напряжение превращает участок с трещинами в участок без трещин и сопротивляется значительному изгибу. Этот тип может быть полезен, когда колонна представляет собой высокую тонкую колонну и сборную колонну.

Греческая и римская колонна

Классическая греческая и римская архитектура использовала четыре основных стиля колонн для своих зданий и храмов. Эти четыре типа колонн были дорическими, ионическими, коринфскими и тосканскими. Эти колонны издалека выглядят прямыми и однородными. Но вблизи они могут немного наклониться или наклониться влево или вправо.

.