Колонны металлические
Стальные колонны являются несущими элементами металлического каркаса здания, воспринимающие основные нагрузки на здание или сооружение. Стальная колонна состоит из базы, оголовка и стержня колонны. Металлические колонны выступают силовым каркасом здания, принимая на себя все статические и динамические нагрузки, возникающие в процессе эксплуатации.
Архитекторы и дизайнеры широко применяют их при декоративном внутреннем и наружном оформлении. Вспомогательные изделия используют для соединения деталей сэндвич-панелей или лестниц.
Виды металлических колонн:
Колонны круглые;
Колонны прямоугольные;
Колонны двутавровые;
Типы металлических колонн:
По конструктиву поперечного сечения несущие колонны можно разделить на несколько типов:
Колонна постоянного сечения
колонна состоит из единого стержня, ярко выраженной подкрановой консоли и основания. Такие колонны обычно встречаются в бескаркасных зданиях, в ангарах, складах. На них возможна установка подвесного транспортного оборудования с грузоподъемностью не более 20 тн. Могут применяться как в одно- так и в многоэтажных зданиях. Габарит сечения такой колонны не изменяется, но при этом площадь сечения может варьироваться по высоте в соответствии с расчетными усилиями (рис а).
Колонна ступенчатая
В случае, когда в здании предполагается установка кран-балки высокой грузоподъемности, от 20 тн и выше. Такая конструкция увеличивает жесткость колонны на изгиб и существенно снижает склонность к потере устойчивости. Ступенчатая колонна состоит из двух ветвей: основной несущей, на которую опираются фермы кровли помещения, и подкрановой, на которую приходится нагрузка непосредственно от кран-балки грузоподъемного оборудования (рис б).
Колонна раздельная
Такие колонны встречаются не часто и используются лишь в исключительных случаях:
при низком расположении кранов большой грузоподъемности;
при многоярусном расположении кранов;
при реконструкции цехов (например, при увеличении числа пролетов).
Колонны могут воспринимать нагрузку различным образом относительно своей оси (рис в).
Проектирование и расчет металлических колонн
Поскольку от прочности колонн зависит стабильность всего сооружения, крайне важно правильно рассчитать все возникающие нагрузки, изготовить металлоконструкции заданной точностью и качеством, провести квалифицированную установку.
Любую колонну, какой бы сложной она не была на первый взгляд, можно разделить на 3 основных элемента: оголовок, стержень и база.
Оголовок - верхняя часть колонны. Воспринимает внешние нагрузки и передает их на стержень колонны и далее на фундамент.
Стержень - средняя часть колонны, ее рабочая зона. В случае необходимости стержень может быть усилен косынками (в местах сопряжения с оголовком и базой) и ребрами жесткости.
База - место закрепления колонны к фундаменту, которое осуществляется, как правило, через анкерные болты.
Поперечное сечение колонны может иметь достаточно замысловатую форму, но в большинстве случаев проектировщики применяют:
горячекатаный двутавр, профильную прямоугольную трубу, круглую трубу.
Конечный размер поперечного сечения подбирается после проведения расчетов на прочность. Колонны работают на сжатие, а такой тип нагружения не является экстремальным с точки зрения достижения предела текучести и последующего номинального разрушения. Намного критичней для колонны является потеря ее устойчивости, восприимчивость к которой во многом определяется не столько ее конструкцией, сколько тем, как колонна взаимодействует с другими элементами здания (есть ли поперечные связи, стойки фахверка и др.).
