Различные типы колонн, используемых в строительстве

Римские колонны

В Риме в значительной степени утеряла свое конструктивное значение и сделалась декоративной рис. 5.

Излюбленным типом покрытия римской архитектуры были арка и свод, а не архитрав, как в Греции и Египте (рис. 6).

Опирая арки на столбы квадратного сечения, римские зодчие приставляли к ним колонны, выступающие из массы столба на 1/2 или 1/4 своего диаметра и поддерживавшие лишь выступ антаблемента над арками. В других случаях колонны выступали настолько же из сплошной стены в качестве чисто декоративного членения.

Таким образом заимствованная из Греции конструктивная часть в Риме начинает превращаться в декоративную деталь, сохраняя в то же время иногда прежнее конструктивное значение.

Последующая стадия развития архитектуры, обусловленная ремесленным способом производства, использует их в архитектуре исключительно как опорную конструктивную часть, придавая ей размеры и формы соответственно несомой нагрузке. В этот период она очень разнообразна по форме и не руководится никакими канонами кроме соображений конструктивного удобства. Они то очень массивны — толсты и коротки (рис. 7) то тянутся вверх, утоняясь до пределов прочности камня. При разделении нагрузки сводов на отдельные пучки гуртов они группируются также пучками, образуя групповой столб, или пилон, каждая отдельная колонка которого несет нагрузку отдельного гурта.

Можно отметить как общую черту раннего средневековья их большую тяжесть и массивность сравнительно с колоннами позднего средневековья. Арки и гурты воспринимаются обычно непосредственно капителью без промежуточного антаблемента. Но иногда его роль играют т. н. импосты над капителью.

В позднем готическом стиле капитель превращается в орнаментальную тягу, обходящую весь пучок, а иногда гурты, и непосредственно врезывается в тело или служит как бы ее продолжением.

Стволы в византийской и романской архитектуре часто покрываются орнаментом, извиваются спиралью, изламываются в зигзаги и даже у парных переплетаются один с другим, образуя нечто вроде узлов (рис. 8 и 9).

Назначение бетонных колонн

Элемент берет на себя и передает на фундамент нагрузку от вышестоящих конструкционных частей. Столбы из железобетона становятся опорой этажей, связывая конструкцию между основанием и потолочной поверхностью. Столб поддерживает разнообразные террасы, балконы, крыльцо, перекрытия, давая возможность реализовать любую дизайнерскую задумку и значительно увеличивая срок эксплуатации всего здания.

Если речь идет о декоративном оформлении, то в таком случае бетонирование колонн выступает средством украшения фасада и интерьера. Часто их выполняют с подколонниками, консолями, капителями, украшают лепниной, оригинальными узорами, различными видами обработки материала.

Металлические колонны

Металлические колонны – это вертикальный элемент, используемый в гражданском и промышленном строительстве, позволяющий создать каркас для сооружения. Основным местом применения колон является строительство ангаров и сооружений из металла, колонны передают нагрузку с крыши, на фундамент здания. По сравнению с бетонными колоннами, колонны из металла имеют меньший вес, и транспортировка получается менее затратной, что является неоспоримым преимуществом.

Колонны из металла являются основным элементом любого сооружения из металлоконструкции, их качество должно быть на высоком уровне, так как колонна является основным связующим звеном всей конструкции, и при недобросовестном исполнении из некачественных материалов и неквалифицированных рабочих, вы рискуете обрушением конструкции.

Завод металлоконструкций Виер Групп использует только качественную металлопродукцию, и имеет в штате квалифицированных инженеров и сварщиков, способных спроектировать и рассчитать нагрузки на колонну, а также сварить металлические колонны любой сложности.

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.

Конструктивные элементы колонн из стали

Главных из них три.

Является опорной частью конструкции. Это участок, на котором металлическая колонна крепится к фундаменту. Его главные задачи – передавать и распределять нагрузку со сводов, балок, стопил, перекрытий на основание здания. А кроме того, закреплять в фундаменте саму конструкцию. Элемент всегда конструируется под определенный тип фундамента, размеры и толщину опорного листа.

Является серединной частью опоры, передающей нагрузку с оголовка на базу

При проектировании важно, чтобы она была равноустойчивой по направлению ко всем осям сечения. Если диаметр элемента слишком велик, его укрепляют ребрами жесткости

Представляет собой самый верх колонны. Он принимает внешнюю нагрузку и передает ее ниже, на стержень. При конструировании учитывается вес балок, ферм, перекрытий, которые на него опираются, и способ их крепления.

Преимущества металлических колонн

• Плохая погода и холодное время года не являются помехой строительству на их основе.
• Они придают металлическому каркасу устойчивость, а сооружению высокую надежность даже в сейсмически опасных районах.
• Меньший вес по сравнению с железобетонными аналогами.
• Более удобная и дешевая транспортировка. Компания «НовоСтрой» готова предложить ее в качестве дополнительной услуги. Наши офисы расположены в Москве, Казани и Чебоксарах, в последнем из перечисленных городов размещен завод. Он находится в удобной транспортной доступности от большинства регионов центральной части России и Поволжья.

Строительные металлоконструкции от компании «Новострой»

Узнавайте первыми о наших актуальных новостях

Заполняя форму обратной связи на данном сайте Вы даете добровольное согласие Администрации ресурса на обработку своих персональных данных. Под персональными данными понимается любая информация, относящаяся к Вам, как к пользователю сайта https://novostroi21.ru (а именно: имя, контактный номер телефона, адрес электронной почты и др.).

Ваше согласие распространяется на осуществление Администрацией сайта https://novostroi21.ru любых действий в отношении Ваших персональных данных, которые могут понадобиться для:

1. Cбора, систематизации, хранения, уточнения (обновление, изменение), обработки (например, отправки писем или совершения звонков, смс рассылки), распространения (в том числе возможная передача Генеральному партнеру, в случае Вашей регистрации в специальных мероприятиях, проводимых совместно с ним) и т.п. с учетом действующего Законодательства.

2. Хранения в информационных системах для оптимизации процессов взаимодействия.

3. Статистических и аналитических целей, в том числе, для установления степени удовлетворенности оказанными услугами.

4. Проведения маркетинговых исследований, рекламных кампаний, акций.

Согласие на обработку персональных данных дается без ограничения срока, но может быть отозвано. Вы уведомлены о том, что в соответствии со статьей 9 Федерального закона от 27.07.2006 г. № 152-ФЗ «О персональных данных» настоящее согласие может быть отозвано путем направления в письменной форме уведомления Администрации ресурса заказным почтовым отправлением с описью вложения.

Настоящим Вы подтверждаете, что согласны получать информацию о товарах, услугах и мероприятиях с помощью средств связи (интернет, смс, телефонных звонков, почты).

Отдельные фундаменты под колонны

Для проектирования и строительства отдельных фундаментов чаще всего независимо от типа почвы, на которой они планируются располагаться, выбираются сборные или монолитные фундаменты. Основанием является плита или несколько плит с дальнейшим расположением на ней ступенчатой конструкции. На особо ответственных участках площадь основания увеличивают, и дополнительно усиливают сварной решеткой из арматуры. В зданиях, где отдельные фундаменты под колонны планируется размещать в центре постройки для обеспечения больших нагрузок, площадь подошвы делают увеличенной, на дополнительно залитой монолитной площадке.

Колонны в Египте

Кроме круглого сечения в Египте нередко имела сечение многолопастное, т. е. как бы составлялась из нескольких стволов или стеблей (рис. 1). В профиле помимо сужения кверху нередко встречается закругление нижней части, вызванное по всей вероятности подражанием стволу пальмы, имеющему аналогичное закругление и сужение близ корня.

В общем египетская носит в значительной степени изобразительный характер, представляя деревянный столб, обвязанный стеблями папируса, лотоса или пальмовых ветвей, верхние концы которых, загибаясь у поддерживаемой балки, образуют капитель.

Следует упомянуть о так называемых. «протодорийских», встречающихся в пещерных гробницах (гроты Бени Гассана) в храме Аммона в Карнаке и представляющих собой слегка суживающиеся кверху каменные столбы с большим или меньшим количеством граней, с квадратной плитой (абакой) между колонной и покрытием.

В них можно видеть отдельные ступени развития из каменного столба квадратного сечения путем постепенного среза углов и увеличения числа граней (рис. 2 и 3).

Виды и типы

Колонна бетонная по форме может быть: круглой, квадратной, прямоугольной, что определяется сечением опоры.

В соответствии с производственной технологией:

1) Сборные бетонные колонны – производятся на заводе, транспортируются на объект, сравнительно недорогие, обеспечивают быстрый монтаж, высокую скорость высыхания раствора.

2) Монолитные колонны – непосредственно на объекте заливают в формы. Есть возможность контролировать качество укладки раствора, протекание смеси. Но изготовление таких элементов конструкции требует больших трудо- и временных затрат, довольно дорогостоящее.

При выборе типа колонны очень важно учитывать тип маркировки готового железобетонного изделия данного типа. Маркировка колонн:

Маркировка колонн:

• Т1 – для фиксации бетонных консолей, установленных к основным колоннам перпендикулярно.
• С1 – для устройства решетчатых связей.
• Л1 – для монтажа лестничных пролетов с тремя маршами.
• Л – связывают лестницы с двумя маршами.
• П – используются в местах необходимости создания колонны под ригель (устанавливаются там, где есть поворот общего каркаса).
• СС – опора с 2-4 гранями для качественного крепления стенок жесткости.
• С – для закрепления разнообразных панелей, соприкасающихся со стенками жесткости.
• Т – бетонные колонны на торцах строений ограждающих панелей.

Что нужно помнить?

Металлические колонны не боятся перепадов температур, но смазочные материалы и антикоррозийные вещества поддерживают горение. Следует помнить — при температуре свыше 600°C металл теряет свои свойства, поэтому заранее стоит провести меры по огнезащите металлического каркаса здания. После разработки проекта, расчета стоимости и подготовки поверхности изделия производится нанесение огнезащитного покрытия.

Стоимость возведения объекта зависит от габаритов и конструктивных особенностей его элементов, геодезических условий и характеристик объекта, сложности монтажных работ. Детальный расчет возможен только после согласования подробного технического задания.

Виды металлических колонн

Двутавровые. Сечение опор данного вида металлических колон выполнено в виде буквы «Н». Длина сечения и ширина друг другу у этих изделий может быть как одинаковая, так и разная.

Прямоугольные. Данный вид колон отличается тем, что их профиль выполнен в виде четырехугольника.

Круглые. Сечение таких металлических конструкций колонн выполнено в виде круга.

Металлические колонны можно условно поделить на два типа:

• основные колонны, к которым крепятся несущие элементы металлокаркаса;
• фахверковые, или вспомогательные, которые монтируются при необходимости во время возведения здания Основные колонны имеют большие сечения, по сравнению со вспомогательными, так как на них возлагается главная несущая функция.

Нормативная документация

Процесс строительства

К ЖБИ изделиям такого типа относятся с большой степенью ответственности и предъявляют строжайшие требования. Элементы данного типа изготавливаются в полном соответствии с стандартизованной документацией. Над ними производят огромное количество различных проверок и испытаний на прочность, надежность, жесткость и способность противостоять растрескиванию.

Все основные требования и стандарты для ЖБИ опор содержатся в следующих документах:

• ГОСТ 25628 от 1990 года регламентирует параметры колонн для возведения одноэтажных строений;
• ГОСТ 18979 от 1990 года регламентирует параметры колонн для возведения многоэтажных строений;

• Серия ИИ 04-1 регламентирует параметры изделий для создания связевого каркаса;
• Серия 1.423.1-3/88 оговаривает параметры колонн, являющихся основой для сооружения одноэтажных помещений промышленного назначения;
• Серия 1.823.1-2 оговаривает характеристики изделий для сооружения конструкций сельскохозяйственного назначения.

Цена на такие изделия относится к разряду достаточно высоких и поэтому важно следить чтобы, потраченные средства были оправданы. По параметрам долговечности и прочности колоны из армированного бетона не имеют аналогов среди всего ассортимента ЖБИ изделий

Именно такие характеристики обуславливают то, что колонны становятся теми изделиями, вокруг которых и строится здание.

Строение колонны

Членение колонны. произошло из конструктивных соображений: под нее укладывался плоский камень (плинт), чтобы ствол не углублялся в грунт от тяжести нагрузки и одновременно был предохранен от грунтовой сырости. Сверх столба накладывалась дощечка (абака) того же материала; для увеличения площади, опоры балки и для возможности смены при загнивании (в дереве) места соединения с несомой балкой. Таким образом образовались членения на три основные части: базу, ствол, или стержень, и капитель (или голову).

В каменных колоннах. уже с глубокой древности имелись налицо все три части, в редких случаях база могла отсутствовать (при установке на каменном цоколе)

В отношении декоративном наибольшее внимание отдавалось всегда капители, как наиболее украшаемой части; база украшалась скромнее, менее же всего бывал украшен ствол, чем подчеркивалось его конструктивное значение. Таким прообразом каменной колонны был деревянный столб неодинаковой толщины в верхнем и нижнем концах, устанавливавшийся на землю толстым концом, то и в каменных – была сохранена эта форма — общее утонение кверху

Колонны на Руси

В архитектуре восточных народов колонна близка к средневековой, но в общем более тонка и имеет иной формы капители.

В русском средневековом зодчестве колонн в полном смысле этого слова не было. Были столбы, иногда с закругленными углами — в зодчестве Пскова.

Итальянцы, строившие в Москве, дали образцы колонн в своих постройках Успенского собора и Грановитой палаты. В деревянных постройках применялись столбы круглого сечения, но с «перехватами», расчленявшими столб на отдельные части. Эти приемы обработки применялись затем и в каменном зодчестве для обработки круглых или граневых столбов, заменявших их.

В редких случаях встречаются круглые колонны., напоминающие романские типы, а в конце 17 в. появляются искажённые, сильно упрощенные типы античного образца. В архитектуре периода ренессанса Италия «возрождает» тип римских, но первое время не соблюдая классических пропорций.

В раннем ренессансе нередко можно встретить колонны с орнаментированными и сильно расчлененными стволами еще почти средневекового характера. В последующем развитии колонна ренессанса становится все ближе к римским, и наконец теоретики архитектуры Дш. да Виньона, Палладио и др. вырабатывают свои ордера на базе пропорций римских построек. Но в применении колонн зодчие ренессанса допускали приемы, не применявшиеся римскими: удвоение, постановку рядом одного ордера, но разных масштабов, опору архивольтов непосредственно на капитель.

Все эти приемы являются пережитками средневековья, которые сочетались вместе с античными ордерами, внося в них больше разнообразия. Архитектура барокко со своим стремлением к живописной игре светотеней пытается усложнить очертание, изгибая ее ствол спиралью, нарушая тем выражение ее конструктивности, или нанизывая на ствол кольца или квадры в виде рустов. Последний прием был особенно распространен во Франции, где Филибер-де-л Орм изобрел новый ордер с подобными «окольцованными» колоннами.

Классификация колонн

Колонны постоянного сечения применяют при отсутствии мостовых кранов большой грузоподъемности и высотой до 9 метров.

Колонны переменного сечения более экономичны, чем колонны постоянного сечения. Используются при наличии мостовых кранов небольшой грузоподъемности (до 50 тн.)

Колонны с ветвями (двухветвевые, трехветвевые и т.д.) используются при наличии кранов большой грузоподъемности (Более 50 тн.)

Характер работы колонн

Центрально — сжатые колонны

Внецентренно — сжатые колонны

Конструкция стальных колонн

Основные конструктивные элементы:

— база (место крепления колонны к фундаменту);

— стержень (средняя часть колонны);

— консоль (участок крепления подкрановой балки);

— оголовок — верхняя часть колонны;

При проектировании колонн могут быть полезными следующие типовые серии:

№ п/п	Номер	Наименование	Примечания
1	Серия 1.423.3-8	Стальные колонны одноэтажных производственных зданий без мостовых опорных кранов.	Смотреть
2	Серия 1.424-2	Стальные колонны одноэтажных производственных зданий, оборудованных мостовыми кранами.	Смотреть
3	Серия 1.424-4	Стальные колонны одноэтажных производственных зданий.	Смотреть
4	Серия 1.424.3-7	Стальные колонны одноэтажных производственных зданий, оборудованных мостовыми опорными кранами.	Смотреть

Металлические колонны одноэтажных зданий проектируют с постоянным или переменным сечением. Колонны переменного сечения имеют сплошное постоянное сечение надкрановой части, а подкрановая часть может быть сплошного или сквозного сечения.

Колонны сквозного сечения проектируют с ветвями, которые соединяются решеткой. Раздельные колонны проектируют из независимо работающих шатровой и подкрановой ветвями. Если колонны работают на центральное сжатие, при этом изгибающие моменты незначительны, то применяют колонны сплошного сечения, которые выполняют из широкополочных прокатных или сварные двутавров. При изготовлении сквозных колонн используют двутавры, швеллеры и уголки.

Рис. 1. Типы стальных колонн: а, б — постоянного сечения; в – переменного сечения; г — раздельного типа; д — сечение сплошных колонн; е — то же сквозных

В зданиях без мостовых кранов, а также здания с мостовыми кранами грузоподъемностью до 20 тн. высотой до 8,4 м применяют стальные унифицированные колонны постоянного сечения из сварных двутавров с высотой стенки 400 и 630 мм (рис.1 а, б). В зданиях высотой 10,8 … 18,0 м, с кранами грузоподъемностью до 50 тн используют унифицированные колонны, которые проектируют из двух частей: подкрановой и надкрановой (рис.1 в). Для зданий, имеющих высоту более 18 м с мостовыми кранами грузоподъемностью 75 тн. и более, стальные колонны проектируют по индивидуальным проектам. Раздельные колонны применяют в зданиях с мостовыми кранами (125 тн. и более).

Колонны крепятся к фундаменту за счет нижней части в которой предусмотрена стальная база колонны (башмак). Базы колонн крепят к фундаментам анкерными болтами, которые предусматривают в фундаментах при их изготовлении.

Древнегреческие колонны

Наиболее выразительную декоративную обработку колонны и ее части приобретают в античной Греции. Здесь развитие шло также от деревянной стойки. Будучи чисто конструктивной частью здания, колонна начинает получать и декоративное значение в зданиях общественного характера.

На Крите — в Фесте, в Кнассе — в Микенах, Таринфе и других местах в постройках второго тысячелетия до нашей эры сохранились каменные в больших парадных зданиях общественных поселений и в т. н. «мегаронах» (жилых помещениях).

Колонны этой эпохи любопытны тем, что их ствол тоньше внизу и утолщается наверху у капители.

Колонны более поздние (архаич. Греции) — деревянные, уточняются же кверху. Подобных колон не сохранилось, и они известны лишь по изображениям.

Этот тип переходит уже непосредственно к колонне дорического стиля, затем слегка видоизменяется в стилях ионическом и коринфском в Греции и наконец служит прототипом для выработки различных ордеров и стилей.

Фундаменты под колонны: виды оснований для железобетонных и металлических конструкций

Основой строительства любой капитальной постройки сегодня, независимо от того какое планируется его дальнейшее применение, является фундамент, тип и особенности которого зависят в первую очередь от типа грунтов на участке и той нагрузки, которая будет передаваться на него от остальных элементов здания.

Для устройства основания под такие специфические строительные элементы, как колонны в отличие от остальных видов конструкций применяются фундаменты способные не только выдержать вес колон и остальных частей здания, но и обеспечить необходимую проектом заданную вертикаль.

Для выполнения этих задач в современных технологиях применяются два основных варианта устройства фундамента под колонные конструкции:

• монолитные основания;
• сборные фундаменты.

Виды фундаментов под колонны: слева — монолитный, справа — сборный

Оба варианта в основе своей имеют схожую конструкцию, выполненную из армированного железобетона. Такое исполнение позволяет надежно зафиксировать нижние точки опор в соответствующем положении. Отличие заключается в том, что каждый вид имеет свое направление применения:

• монолитные фундаменты более универсальны и могут использоваться как под железобетонные колонны, независимо от формы так и под стальные или металлические;
• составные или сборные основания используются в основном под бетонные колонны.

Для обеспечения соединения колонн и фундаментов в одно целое, применяются два основных вида соединения:

• для железобетонных конструкций применяются метод вставки основания колонны в специально созданное углубление с последующей его фиксацией заливкой бетоном;
• для стальных элементов предусматривается соединения с помощью болтов. Такая конструкция, когда в фундаментном блоке заранее установлены болты под отверстия в основании колонны обеспечивает наиболее удобное соединение.

ЧЕРТЕЖИ

Образец оформления схемы расположения колонн смотрим на странице:

Если мы делаем раздел КМ (Конструкции металлические), то можно ограничиться схемой расположения колонн и узлами. Узлы для схемы КМ смотрите на страницах с колоннами (Список ниже). Но если мы делаем КМД (Конструкции металлические деталировочные), то придется еще и отправочный марки разрабатывать. Без чертежей колонн тут не обойдешься, а так как колонны бывают разные, разложим их по категориям:

2. ЧЕРТЕЖИ — Колонны — одноветвевые сквозного сечения.

3. ЧЕРТЕЖИ — Колонны — одноветвевые с консолью для мостовых кранов.

4. ЧЕРТЕЖИ — Колонны — двухветвевые.

Ниже представлена информация для общего развития.

Особенности процесса

Металлические колонны устанавливаются при помощи спецтехники.

По крайним углам дома (в местах наименьшей нагрузки) колонны можно выполнить из стальных квадратных труб с общим сечением в пределах 150 мм, которые соединяются с основанием и потолочной поверхностью с помощью анкеров.

Единственным недостатком использования такого типа колонн является их достаточно сложная установка (с помощью крана). Это не всегда целесообразно при самостоятельной установке и бетонировании колонн.

В роли колонн могут также выступать небольшие по площади кирпичные стены. На верандах и крыльце можно использовать колонны из оцилиндрованного бревна или деревянного бруса. На бетонном основании их фиксируют путем установки в заранее закрепленные с помощью анкеров стальные стаканы с последующим бетонированием.

Укладка бетонна в колонны: а- до 5 м; высотой более 5 м; в- с густой арматурой; г- схема опалубки со съемным щитом; 1 – опалубка; 2- хомут; 3- бадья; 4- вибратор с гибким валом; 5 – приемная воронка; 6- звеньевой хобот; 7- навесной вибратор; 8, 9- карманы; 10- съемный щит.

В большинстве случаев здесь выполняются колонны определенного (расчетного) сечения с металлическим армированным каркасом, которые отливаются из бетона с использованием инвентарной опалубки.

Заливка бетонных колонн – ответственное мероприятие, требующее определенных знаний и умений исполнителя работ. В идеале заливку колон бетоном необходимо производить в один прием во избежание появления промежуточных холодных швов.

При этом важно проследить, чтобы холодный шов колонны имел строго горизонтальное положение. В противном случае колонна будет подвержена разрушению

Список инструментов

Для проведения эффективной заливки колонн бетоном понадобится следующий набор инструментов и строительного оборудования:

Бетононасос необходим при возведении колонн.

• уголок с прямым углом;
• деревянные распорки с кольями;
• уровень (можно использовать водяной);
• шурупы (по возможности с использованием шуроповерта) и гвозди;
• молоток (кувалда);
• металлическая проволока;
• армированные стержни (или сетка);
• доски с максимальной шириной (для создания щитов опалубки);
• наружный или внутренний вибраторы (или бетононасос), который по необходимости можно заменить металлическим прутом;
• рулетка;
• бетономешалка (или какое-либо оборудование для выполнения замеса бетонного раствора);
• анкерные болты;
• различные виды хомутов;
• металлический прут.