Колонны одноэтажных промышленных зданий.

Колонна представляет собой вертикальную стержневую конструкцию, предназначенную для опирания на нее горизонтальных конструкций покрытия, перекрытий (при их наличии), крепления к ней стенового ограждения, технологического оборудования и т.д.

Различаются следующие типы колонн по назначению:

- колонны основного каркаса;

- колонны крановой эстакады;

- колонны стенового каркаса (фахверка).

 Колонны крановой эстакады применяются редко и в настоящем пособии не рассматриваются. Материал по колоннам фахверка изложен в следующем разделе.

Колонны основного каркаса входят в состав поперечных и продольных рам и воспринимают сложный комплекс силовых нагрузок и воздействий: от собственной массы, от массы покрытия, от массы стенового ограждения, от снега (с покрытия), от ветра, от кранового оборудования, температурные воздействия и др. Этим объясняется разнообразие их типов.

В настоящее время в промышленном строительстве в основном применяются железобетонные и стальные колонны.

Железобетонные колонны для бескрановых зданий:

- сплошного (прямоугольного) сечения, имеют сечение в виде бруска размером 300х300, 300х400мм…, 400х800мм. Применяются для пролетов высотой 3,0…14,4 м в основном для бескрановых зданий;

- колонны, изготовленные из труб;

Железобетонные колонны для зданий с мостовыми опорными кранами:

- сплошного (прямоугольного) сечения, имеют сечение в виде бруска с консольным выпуском для установки подкрановых балок, применяются для пролетов высотой 8,4…10,8 м;

- колонны, изготовленные из труб диаметром 300…800мм с консольным выпуском для установки подкрановых балок. Применяются для пролетов высотой до 14,4 м (в особых случаях до 18,0 м)

- двухветвевые колонны (сквозного сечения), имеют сечение в виде двух ветвей, соединенных перемычками, в подкрановой части в виде бруска в надкрановой части. Применяются для пролетов 10,8…14,4 (в особых случаях – 18,0 м)

Рис. Железобетонные колонны для одноэтажных производственных зданий: бескрановых и оборудованных подъемно-транспортным оборудованием: а – одноветвевые колонны; б – двухветвевые колонны

Стальные колонны для бескрановых зданий:

- сплошностенчатые, имеют сечение в виде сплошностенчатого (реже перфорированного) двутавра – сварного или из горячекатаных профилей, коробчатое сечение из сваренных швеллеров, а также прямоугольное замкнутое сечение из холодногнутых профилей (в виде прямоугольной трубы). Применяются для пролетов высотой 6,0…9,6 м.

- двухветвевые (сквозного сечения), имеют сечение в виде двух ветвей из двутавров или швеллеров, соединенных раскосной решеткой или планками. Применяются для пролетов высотой 9,6…18,0 м и более.

Стальные колонны для зданий с мостовыми опорными кранами:

- сплошностенчатые, имеют сечение в виде двутавра с консольным выступом для установки подкрановых балок, применяются для пролетов высотой 8,4…9,6 м;

- двухветвевые (сквозного сечения), имеют сечение в виде двух ветвей из двутавров или швеллеров, соединенных раскосной решеткой или планками в подкрановой части в виде двутавра в надкрановой части. Применяется для пролетов высотой 10,8…18,0 м и более;

- многоветвевые, имеют сечение в виде нескольких ветвей из двутавров (в подкрановой и надкрановой части), соединенных раскосной решеткой или планками. Применяются для пролетов высотой до 40 м и более, часто с опиранием опорных кранов большой грузоподъемности на колонну на нескольких ярусов.

Рис. Стальные колонны для одноэтажных производственных зданий – бескрановых (а) и оборудованных подъемно – транспортным оборудованием (б).

На стадии архитектурно – конструктивного проектирования сечения колонн могут быть неизвестны. Поэтому нормативные документы по оформлению архитектурно – строительных чертежей регламентируют условное обозначение колонн на чертежах марки АР («Архитектурные решения»).

Рис. Условные обозначения колонн:

а – железобетонные колонны сплошного сечения (одноветвевые); б – двухветвевые железобетонные колонны (сплошного сечения); в – стальные колонны сплошного сечения (одноветвевые); г – двухветвевые стальные колонны крайнего ряда; д – двухветвевые стальные колонны среднего ряда

 

ФАХВЕРК ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

Фахверк – это каркас для крепления стенового ограждения.

По местоположению различают фахверк:

- торцевой (для крепления торцевых стен)

- продольный (для крепления продольных стен);

- внутренний продольный (для крепления внутренних перегородок – при разряженном шаге колон среднего ряда и т.п.).

В одноэтажном промышленном здании фахверк конструктивно состоит:

- из колонн, устанавливаемых на собственный фундамент;
- стоек, приставляемых к колоннам основного каркаса на единый с ним фундамент) – в углах здания и т.п.;

- ветровых ригелей (стеновых прогонов) – только в ограждениях с металлическими обшивками (на базе металлопрофилей) вертикальной разрезки, а также горизонтальной разрезки – для обрамления оконных, дверных и иных проемов.

При традиционном решении каркаса колонны и стойки торцевого фахверка под железобетонные панели имеют «нулевую» привязку к торцевой оси по своей наружной грани. Колонны продольного фахверка имеют привязку, равную привязке колонн основного каркаса.

Рис. Привязка колонн торцевого и продольного фахверка к координационным осям:

а- при железобетонном каркасе; б – при стальном каркасе.

Колонны торцевого фахверка. В традиционном исполнении колонны торцевого фахверка, как правило, имеют следующие составные элементы: ствол, надставку, насадку (рис).

Рис. Принципиальное конструктивное решение колонны торцевого фахверка

Ствол бывает:

- железобетонный – сплошного сечения (до Н₀≤ 14,4) или ступенчатый (при Н₀≤ 16,2 м). Часто при Н₀≥ 10,2 м на ствол сверх устанавливают стальную надставку;

- стальной (при железобетонных колоннах основного каркаса при Н₀≥ 14,4 м) или при стальных колоннах основного каркаса при любой высоте пролета.

Рис. Виды стволов колонн торцевого фахверка: а – железобетонные; б – стальной

 

Надставка устанавливается при больших высотах пролета (Н₀≥ 7,2 м или выше).По материалу надставка всегда стальные. Имеет меньшее сечение по сравнению со стволом и устанавливается для того, чтобы ствол колонны фахверка «не мешал» стропильной ферме или балке.

Насадка устраивается для крепления железобетонных панелей в уровне кровли и выше. По материалу насадка всегда стальная. В некоторых случаях конструктивных решениях крепления парапетных торцевых панелей, а также при ограждении на базе металлопрофилей насадка может отсутствовать.

Колонны торцевого фахверка устанавливаются на свой фундамент и дополнительно сверху крепятся к стропильной конструкции при помощи шарниров: к верхним поясам фермы или балок и к нижним поясам (при большой высоте пролета Н₀=6…18 м для устройства промежуточной опоры колонны фахверка).

Рис. Крепление колонн торцевого фахверка к стропильной ферме