Бетонная колонна: Железобетонные Монолитные Колонны: Виды, Назначение, Монтаж

Железобетонные Монолитные Колонны: Виды, Назначение, Монтаж

Каркас дома из монолитных колонн

Колоннами называют стоящие вертикально строительные конструкции, у которых размер поперечного сечения значительно меньше длины. На сленге профессионалов это стержневые сжатые элементы, так как они служат опорами для балок, перекрытий, прогонов, испытывая значительные нагрузки на сжатие по направлению длины. Среди множества видов подобных конструкций железобетонные монолитные колонны являются одними из самых надежных и долговечных.

Содержание статьи

Назначение и виды

Колонны бетонные могут выполнять не только несущую, но и декоративную функцию, являясь открытой опорой для террас, балконов, мостов. В качестве декоративного элемента они используются и в интерьерах.

Они могут отличаться формой сечения — быть квадратными, прямоугольными, круглыми или фигурными, с сечением, изменяющимся по длине. А в зависимости от способа изготовления колонны из бетона подразделяются на сборные и монолитные.

• Сборные представляют собой конструкции, изготовленные на заводе и собираемые на месте строительства. Их основные преимущества – скорость монтажа и низкая цена.  К недостаткам можно отнести сложность транспортировки и установки, для которых требуется техника.

Сборные конструкции оснащены элементами для крепления к стенам и перекрытиям

• Монолитная бетонная колонна полностью изготавливается на месте строительства путем заливки бетона в формы с армированием. Достоинство этого метода заключается в возможности изготовления более качественного и надежного конструктивного элемента. А главный недостаток – трудоемкость процесса и долгий период застывания бетонной смеси до набора требуемой прочности.

Строительство монолитного дома

Метод заливки используется как в промышленном и гражданском, так и в частном строительстве. При этом необходимо руководствоваться требованиями СНиП на бетонирование колонн.

Для справки. В первую очередь это СНиП 3. 03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции». А также ГОСТ 26633—91. Бетоны тяжелые и мелкозернистые и ГОСТ 7473—94. Смеси бетонные.

Особенности монтажа

В частном строительстве довольно часто прибегают к бетонированию колонн своими руками. Чтобы выполнить эту работу качественно, нужно знать, как делать это правильно.

Краткое описание всех этапов выглядит так:

• Подготовка всех необходимых материалов и инструментов. Все, что нужно, должно быть под рукой, так как бетонирование каждого элемента должно осуществляться беспрерывно.
• Очистка поверхности от грязи и строительного мусора.
• Монтаж опалубки.
• Сооружение армирующего каркаса.
• Заливка бетоном колонн в опалубку.
• Демонтаж опалубки после высыхания и схватывания раствора.

Теперь о каждом этапе подробно.

Инструменты и материалы

Набор необходимых инструментов зависит от того, какую опалубку вы будете использовать: самодельную или готовую. Проще и быстрее работать с универсальными съемными щитами, в комплекте с которыми идет и весь крепеж.

Модульная щитовая опалубка для бетонирования колонн

Для самодельной опалубки потребуется обрезная доска или листы фанеры, бруски для подпорок и стяжек, а также следующие инструменты и расходные материалы:

• Строительный уровень;
• Строительный уголок;
• Рулетка;
• Молоток;
• Шуруповерт;
• Шурупы и гвозди.

Самодельная опалубка из досок

Для армокаркаса потребуются стальные пруты диаметром 1,2 см или более и вязальная проволока. Если принято решение замешивать бетон под колонны бетонные своими руками, не обойтись без мощной и производительной бетономешалки (рецептура бетонной смеси будет дана ниже).

Совет. Также очень желательно иметь глубинный вибратор для уплотнения и трамбовки бетонной смеси. Но можно обойтись и без него, используя для трамбовки металлические прутья.

Глубинный вибратор

Требования к качеству материалов

Насколько прочной, надежной и долговечной получится конструкция, зависит не только от соблюдения технологии, но и от качества используемых материалов. В первую очередь это касается бетонной смеси.

Обратите внимание! Согласно СП 52-103-2007, минимальный класс бетона для колонн сечением 30 см и более – В25, максимальный – В60.

При самостоятельном замешивании для получения качественного бетона М400 класса В30  используют следующие пропорции компонентов:

• Цемент М400 – 1 часть;
• Песок – 1 часть;
• Щебень или гравий – 2,5 части.

После перемешивания к сухим ингредиентам добавляется вода в таком количестве, чтобы получилась однородная подвижная смесь.

Дополнительно в состав можно ввести пластифицирующие добавки, облегчающие укладку, или фиброволокна, повышающие прочность материала. Колонны из фибробетона лучше противостоят внешним воздействиям, на них образуется меньше усадочных трещин.

Фиброволокна дополнительно армируют бетон во всех плоскостях

При большом объеме работ проще и быстрее заказать готовый бетон и закачать его в опалубку с помощью бетононасоса.

Бетононасос легко подаст смесь на большую высоту и в труднодоступные места

Каждая отправляемая потребителю партия бетонной смеси должна иметь паспорт со следующими сведениями:

• Номер документа;
• Наименование предприятия-изготовителя;
• Дата и время отправки;

Это важно! Бетон должен быть доставлен на строительную площадку не позднее, чем через 90 минут после отправки. При транспортировке он должен быть защищен от солнечных лучей, ветра и атмосферных осадков.

Фото автобетоносмесителя – машины для смешивания и транспортировки бетона

• Вид бетонной смеси;
• Класс прочности на сжатие;
• Наибольшая фракция заполнителя;
• Объем и вид добавок;
• Гарантийные обязательства изготовителя.

При приемке бетона необходимо проверить паспорт и визуально убедиться в его качестве: отсутствии расслоения, наличии заявленных фракций заполнителя.

Обратите внимание! Расслоившуюся смесь перед применением необходимо перемешать. Добавлять в неё воду при утере подвижности запрещается! Если возникли сомнения в качестве бетона, вы имеете право затребовать контрольную проверку по ГОСТ 1081-2002.

Монтаж опалубки

Возводя опалубку, необходимо следить за уровнем конструкции и правильностью углов. Её надежность и прочность обеспечивается шурупами и распорками, установленными с четырех сторон.

Крепление опалубки подпорками

При этом нужно помнить, что технология бетонирования колонн допускает сбрасывание бетонной смеси с высоты не более 5 метров. Если вам нужна более высокая конструкция, то опалубку монтируют только с трех сторон, наращивая четвертую постепенно по мере заполнения формы бетоном.

Армирование

Армирующий каркас не делают только в одном случае: когда выполняют обетонирование металлических колонн в качестве огнезащиты или декоративного оформления.

Каркас собирается минимум из четырех вертикально стоящих стержней, расположенных в углах конструкции. Между собой их связывают вязальной проволокой, а при размещении в опалубке используют различные подпорки.

Как видно на последней схеме, расстояние между металлическим каркасом и стенками опалубки должно быть около 40 мм. Учитывайте это, изготавливая бетонные колонны своими руками.

Заливка бетоном

Технология производства железобетонных колонн требует выполнения следующих правил:

• Колонна может устанавливаться только на прочное основание или заглубленный фундамент.

Заливка фундамента под колонну

• Бетонирование должно производиться горизонтальными слоями одной толщины, без разрывов. Направление укладки во всех слоях должно быть одинаковым.
• Бетонирование нижнего слоя выполняется бетонной смесью с мелкой фракцией наполнителя на высоту около 300 мм. Более крупные камни из следующей сброшенной в опалубку партии бетона утапливаются в мелкофракционную смесь, образуя нормальный состав. В результате в нижней части колонны не остается пустот и раковин.

виды, особенности и этапы строительства

Колонны из бетона представляют собой несущие конструкции, обеспечивающие зданиям вертикальную жесткость. По типу колонна бывает монолитная и металлическая, выбор которой зависит от требуемой несущей способности. Предназначение колонн – это служить опорой для верхних этажей, балконов, террас и других элементов построек. Бетонные колонны возможно изготовить своими руками, это могут быть обычные элементы из квадратной трубы или более оригинальные красивые конструкции, которые способны придать изюминку внешнему виду зданий.

Назначение

Колонна предназначена для декоративного оформления построек, а также выполняет функцию несущего элемента сооружений. Их монтируют на балконах, террасах, верандах, крыльце, в роли подпоры для поддержки перекрытий, для интерьера помещений и приусадебного участка. Из-за большой нагрузки на опоры их изготавливают, максимально придерживаясь, соответствия существующих норм и правил.

Вернуться к оглавлению

Виды

Бетонным колоннам присущи следующие виды:

• квадратные;
• круглые;
• прямоугольные.

При работе с бетонной колонной различных видов выделяют следующие типы производственной технологии:

• Сборные опоры представляют собой изготовленные на заводах конструкции, которые транспортируются на место работы, где происходит их установка. В сборных колоннах есть следующие преимущества: относительно низкая цена, скорость монтажа, быстрота высыхания раствора.
• Монолитные. Заливка в формы осуществляется на строительном объекте. При работе с монолитными колоннами выделяют следующие преимущества: возможность следить за качеством укладки бетонного раствора, отсутствие протекания смеси. Из недостатков наблюдают: долгое время на изготовление, выжидание застывания смеси в форме.

Вернуться к оглавлению

Особенности установки

Необходимо помнить о соблюдении правил установки.

Квадратные опоры устанавливают по краям углов зданий и сооружений, крепят анкерами к потолку и основанию конструкции. Однако стоит обратить внимание, что установка своими руками квадратной трубы имеет трудоемкий и сложный процесс, поэтому опытные строители не рекомендуют заниматься монтажом такого вида колонн собственноручно. Опорные конструкции могут быть в виде кирпичной стены небольшой площади. На крыльцах или веранде устанавливают опоры из дерева или бревна.

При монтаже опорного элемента в бетонное основание, сначала крепят анкерами стальные стаканы, а потом устанавливают опору и бетонируют. Большое значение в строительстве домов играют опорные конструкции, размещенные в центре сооружения. В этом случае применяются колонные опоры с расчетным сечением металлической арматуры и с последующей заливкой бетонным раствором и установкой опалубки.

Бетонирование колонных элементов своими руками является важным мероприятием, которое следует выполнять с ответственностью и имея определенный багаж знаний и навыков по производству работ. Бетонирование в формы осуществляют беспрерывно, соблюдая горизонтальность положения, что поможет избежать образования промежуточных стыков холодка и убережет конструкцию от разрушения.

Вернуться к оглавлению

Этапы строительства

Строительство бетонных опор состоит из следующих этапов:

• перед началом работ подготавливают нужные инструменты и материалы;
• очищают поверхность от строительного мусора;
• приступают к монтажу опалубки;
• проводят работы по армированию;
• далее следует залить бетонный раствор и после его высыхания провести демонтаж опалубки.

Бетонная смесь должна иметь пластичную консистенцию и после застывания быть прочной. На прочность конструкции влияют составляющие бетонного раствора и технические характеристики арматуры, которая должна иметь следующие свойства:

• прочность;
• легкость сваривания;
• малую возможность образования на изделии коррозии;
• хорошую адгезию.

Вернуться к оглавлению

Подготовка инструментов и материалов

Для качественной заливки опорной конструкции бетонным раствором понадобятся следующие инструменты, оборудования и материалы:

• бетононасос;
• прямоугольный уголок;
• молоток;
• строительный уровень;
• проволока из металла;
• деревянные распорки;
• армированная сетка;
• шуруповерт;
• гвозди и шурупы;
• широкие доски;
• вибраторы;
• прибор для перемешивания бетонной массы;
• рулетка;
• стальной прут;
• анкера;
• вода;
• цемент;
• песок;
• известь.

Вернуться к оглавлению

Установка опалубки

Крепят опалубку, соблюдая прочность и надежность конструкции. Установка формы происходит с четырех сторон опоры с помощью распорок из дерева. Если колонна высокая – опалубку крепят с трех сторон, а четвертая сторона наращивается при заливке бетоном. Монтируя форму, соблюдают ровность сооружения, которую проверяют строительным уровнем. Выравненную опалубку крепят шурупами, с помощью которых держится смесь бетона внутри изделия. Далее проверяют прямоугольным уголком соответствие углов.

Вернуться к оглавлению

Армирование

Устанавливая колонну, применяют вертикальные арматуры, диаметр которых около 1,2 сантиметра и больше. Состоит вертикальная арматура из четырех стержней, которые располагаются по углам формы квадрата. Для облегчения монтажа арматуры, высота которой больше трех метров, оборудуют настилы с шагом в два метра.

Каркас опор собирается различными методами. Имея небольшие размеры, вес и объем опорной конструкции, каркас монтируют в будущую форму опалубки, выполняя работы своими руками методом кантования готового каркаса. При большом весе арматуры, ее основание собирают предварительно и связывают прутья уже на месте работы, где и устанавливают отдельные стержни. Размещая готовую конструкцию, применяют разнообразные доски и подпорки. Крепление друг с другом стержней арматуры происходит металлической проволокой, придерживаясь расстояния около сорока сантиметров.

Вернуться к оглавлению

Бетонирование

Схема бетонирования колонн.

Приступая к укладке бетонной смеси, обращают внимание на особенности бетона. Этот состав обладает подвижностью, что играет большую роль при бетонировании колонн. Подвижный бетон легко укладывается и в процессе работы не требует трамбовки вибраторами и привлечения бетононасосов. Бетонирование происходит ровными слоями в горизонтальном положении. Укладывая смесь, ее периодически трамбуют металлическими прутьями.

При необходимости уплотнения раствора. не обойтись без глубинного вибратора. Убирают пузырьки воздуха из бетона с помощью постукивания молотком по выставленной форме опалубки. Бетонируя колонны, периодически выравнивают по центру арматурный каркас. Для укладки раствора выбирают цемент, входящий в состав бетона марки М400, которого потребуется одна часть, также для приготовления смеси берут две части песка и по две части гравия и щебня. Сухие ингредиенты заливаются водой в объеме необходимом до получения однородной густой консистенции. По окончании процесса укладки приготовленной бетонной смеси приступают к монтажу арматуры, которую фиксируют анкерами.

Уложенный бетон оставляют высыхать в месте с оптимальными температурными условиями и влажностью. Поверхность бетона периодически орошают водой и при необходимости накрывают полиэтиленовой пленкой для избежания попадания на смесь атмосферных осадков и прямых солнечных лучей.

Вернуться к оглавлению

Демонтаж опалубки

После того как бетонный раствор застынет и наберет своих максимально прочностных характеристик, приступают к демонтажу опалубки. Снятие опалубки доверяют квалифицированным рабочим. Демонтаж начинается со снятия боковых частей опалубки, которые не несут нагрузку на конструкцию. Важно демонтировать опалубку после того, как удостоверились в прочности бетона, которая устанавливается строительными нормами и правилами. Определяют прочность бетонного раствора в лаборатории, проводя пробные испытания образцов материала. Распалубка осуществляется по строгой последовательности, обеспечивающая сохранность элементов конструкции.

Вернуться к оглавлению

Вывод

Для успешного изготовления бетонных колонн важно учитывать следующие моменты: вид грунта, высоту строительного объекта, климатические особенности местности и предназначение объекта строительства.

Соблюдая технологическую последовательность монтажа и правильность приготовления бетонного раствора, получится крепкая и надежная основа с большим сроком службы.

расчет, технология, а также устройство своими руками

Монолитные колонны – часть монолитного каркаса здания, вертикальные несущие элементы. На колонны опирают балконы, террасы, перекрытия. Помимо основных функций, колонны являются декоративным элементом, украшают входную группу здания и фасад.

Назначение бетонных колонн

Колонны принимают и передают нагрузку от вышерасположенных элементов на фундамент строения. Железобетонные столбы связывают конструкцию, служат опорой этажей.

Архитектурный термин «колонна» относится непосредственно к средней части, опорному столбу. Выступы в верхней части столба для опоры перекрытий или ригелей называют капителями или консолями. Иногда встречается подколонник, стакан для крепления к столбчатому фундаменту.

Виды и типы

Бетонные колонны подразделяют по типу сечения, способу производства.

По типу сечения подразделяют квадратную, круглую или прямоугольную форму.

По способу производства классифицируют элементы заводской готовности, поставляемые на объект готовыми конструкциями или возводимые на строительной площадке, монолитные колонны.

Особенности устройства монолитных колонн

Перед производством работ подготавливают площадку, необходимые материалы, инструменты, конструкции. Площадка очищается от мусора, размечивается.

Затем переходят непосредственно к строительству:

• собирают опалубку;
• монтируют арматурный каркас;
• заливают бетонную смесь;
• осуществляют процедуры ухода за бетоном;
• выдерживают время для набора прочности смеси;
• распалубливают конструкции.

Монолитные железобетонные колонны рассчитывают на стадии проектирования. Сечение и форма колонны, диаметр арматуры, марка используемого бетона будут зависеть от количества планируемой нагрузки, включая собственный вес элемента.

При производстве работ рекомендуется строго следовать проекту.

[stextbox id=’alert’]Важно! Недостатки монтажа и просчёты приводят к разрушению конструкции. При недостатке сечения возникает деформация продольного изгиба, колонна искривляется под нагрузкой.[/stextbox]

Подготовка инструментов и материалов

Потребность в материалах и инструментах выясняется на стадии подготовки к работам.  Из инструментов понадобятся:

• металлический угольник, уровень для проверки вертикальности и горизонтали поверхностей;
• стальной прут, поможет выпустить воздух;
• шуруповёрт для крепления опалубки;
• вибратор уплотняет смесь;
• сборная опалубка из щитов, подпорок.

Бетонная смесь поставляется к месту стройки в готовом виде или смешивается непосредственно перед укладкой с помощью бетономешалки. Для приготовления берут одну часть цемента, добавляют две части песка, перемешивают с двумя частями щебня и двумя частями гравия. Замешивая сухую смесь с водой, добиваются пластичного бетона однородной консистенции.

Кроме бетонной смеси необходимы следующие материалы:

• гвозди, саморезы для крепления опалубки;
• арматурные стержни расчётного сечения и длины;
• стальная проволока;

Установка опалубки

Опалубка устанавливается в проектное положение. Щиты выравниваются по вертикали и укрепляются с помощью подкосов, деревянных распорок. Подкосы якорятся с помощью опорных блоков в двух направлениях, чтобы исключить сдвиг.

При бетонировании высокой колонны процесс установки опалубки несколько отличается от обычного. Три стороны формы монтируются, а четвёртая грань закрывается по мере наполнения опалубки бетоном.

Армирование

Связывая между собой пруты, получают жёсткий объёмный каркас для укрепления бетона. Количество продольных стержней в каркасе 4-6 шт. Для квадратного сечения достаточно четырёх прутов по углам элемента, для прямоугольной формы длинную сторону дополнительно усиливают. Поперечное связывание арматуры применяют при устройстве колонн длиной до 2 метров.

Каркас, превышающий длину 2 м, обвязывается короткими стержнями поперёк, с шагом 20-50 см, принятым при расчёте соответственно планируемой нагрузке.

Бетонирование колонн — заливка бетонных колонн своими руками

Бетонирование колонн

Содержание статьи

Колонна представляет собой несущее инженерное сооружение, которое кроме практической функции, выполняет также и декоративное предназначение. На сегодняшнее время колонны для обеспечения вертикальной жёсткости здания, могут быть изготовлены из металла или железобетона.

В свою очередь железобетонные конструкции, получили наибольшее распространение в связи с различного рода преимуществами. По этой причине, при изготовлении колонн своими руками, наибольшее предпочтение отдаётся изделиям из бетона. О том, как производится бетонирование колонн и будет рассказано ниже.

Бетонирование колонн

Следует сразу сказать, что изготовление бетонных колонн своими руками процесс трудоёмкий и затратный, как в физическом плане, так и в финансовом. Перед тем как начать делать жби колонны следует максимально изучить соответствующую технологию, посмотреть видео в интернете и подготовить необходимый для данной работы инструмент.

Затем потребуется определиться с формой будущей колонны, поскольку она может быть: круглой, прямоугольной, либо же квадратной. Из инструментов, для изготовления колонн, в первую очередь понадобятся:

1.  Строительный уровень;
2.  Отвес;
3.  Молоток и ножовка по дереву;
4.  Болгарка;
5.  Рулетка;
6.  Бетоносмеситель;
7.  Лопаты и другие приспособления для работы с раствором.

Из материалов нужны будут:

1.  Доски для изготовления опалубки;
2.  Арматура (12мм) или металлическая сетка;
3.  Вязальная проволока;
4.  Анкерные болты;
5.  Хомуты.

Строительство колонны своими руками делится на такие этапы — армирование, установка опалубки и бетонирование собранной конструкции. Рассмотрим каждый из вышеперечисленных этапов по порядку.

Заливка бетонных колонн своими руками

Для армирования ЖБИ колонн используется арматура не менее 12 мм. Ещё перед началом сборки опалубки, собирается металлокаркас по форме квадрата, состоящий из четырёх основных прутьев по углам. Если колонна будет иметь высоту более чем 3 метра, то обязательно делаются через каждые два метра специальные отмостки.

Когда колонна имеет небольшую высоту, то металлокаркас может быть установлен в предварительно собранном виде, сразу же в опалубку, после её монтажа. Друг с другом арматура скрепляется либо вязальной проволокой, либо же специальными хомутами, предназначенными для этих целей.

Опалубка для бетонирования колонн, как правило, собирается из досок, по предварительно вымеренным внутренним размерам. Следует учитывать большую нагрузку на опалубку при заливке бетоном, поэтому раскреплять доски при её сборке требуется очень тщательно.

Обязательно с боков собранной опалубки, перед заливкой её бетонным раствором, следует установить откосные опоры. Если колонна будет иметь большую высоту, то её наращивание производится во время заливки бетоном, и также с обязательным монтажом откосных распорок.

Бетон для заливки колонн используется не такой, как например, при строительстве монолитного фундамента. Основным его параметром в данном случае является подвижность. Для большинства колонн применяется бетонный раствор с подвижностью П2, а при заливке густоармированных, используется бетон с подвижностью не менее чем П4.

Важным процессом при бетонировании колонн является утрамбовка бетонной смеси, которая производится таким специализированным оборудованием как глубинные и наружные насосы. При изготовлении же бетонных колонн своими руками, избавиться от воздушных пробок в бетоне позволяет простукивание стен опалубки молотком.

В процессе бетонирования колонн, всё время необходимо следить за тем, не сместился ли металлокаркас внутри установленной опалубки. При необходимости следует корректировать его месторасположение строго вертикально и по её центру.

Бетон для заливки колонн своими руками состоит из цемента марки не ниже чем М400, песка и гравия. Если же говорить о его пропорциях, то выглядят они следующим образом — на 1 часть цемента, требуется 1 часть песка и 4 части гравия.

Оценить статью и поделиться ссылкой:

Бетонные колонны: конструкция и установка

Бетонные несущие конструкции используются в строительстве для обеспечения зданиям вертикальной жесткости. Они передают всю нагрузку постройки на землю и являются очень важным элементом при строительстве.

Существует несколько разновидностей таких конструкций. У каждого вида есть определённая грузоподъёмность, коэффициент гибкости, достоинства и недостатки. Обычно колонны используют при строительстве многоэтажных домов, укрепления балконов и террас. Конструкции могут быть выполнены оригинально и придавать зданию более богатый, интересный внешний вид. Также бетонные колонны могут иметь круглую, квадратную или прямоугольную форму.

Разновидности бетонных конструкций

Существуют монолитные и сборные бетонные колонны. Сборные конструкции привлекают своей стоимостью и скоростью сборки, обусловлено это тем, что блоки изготавливаются на заводах, доставляются на место строительства и только после этого собираются. Монолитные конструкции заливаются прямо на месте строительства, а это значит, что придётся тратить много времени на ожидание высыхания смеси. Также для монолитных конструкций необходимо заранее подготовить качественный каркас и опалубку.

Достоинства бетонных колонн

Бетонные колонны обладают высокой прочностью. Такие конструкции долговечны, огнестойки и отлично справляются с атмосферными воздействиями. Благодаря распространённости материалов, цена на них достаточно невысока.

Недостатки бетонных колонн

Несмотря на большое количество достоинств, у железобетонных конструкций имеются и недостатки.
Если расчёты предполагаемой нагрузки были совершены с ошибками, то в дальнейшем возможны трещины на конструкции и даже её разрушение.

Выбор типа бетонной колонны

При выборе типа бетонных колонн следует учитывать несколько важных факторов. К таким факторам можно отнести:

• тип климата;
• особенности грунта на месте строительства;
• предполагаемый уровень нагрузки на конструкцию;
• этажность и размер здания.

Для выбора конструкции рекомендуется обратиться к нескольким специалистам за консультациями. Расчёт колонны бетонной лучше производить вместе с профессионалами в строительных компаниях, т. к., производя вычисления самостоятельно, можно допустить серьёзные ошибки. Если нет возможности обратиться за помощью в строительную компанию, то расчёты можно произвести онлайн. Помните, что это очень важный и ответственный этап строительства. От правильности выбора и расчётов зависит прочность и надёжность железобетонной конструкции и всего здания в целом.

При расчёте бетонной колонны необходимо учитывать:

• Тип колонны.
• Количество и класс арматуры.
• Предполагаемую нагрузку (стоит отметить, что в этом показателе также учитывается вес самой колонны).
• Качество и класс бетона.
• Размер колонны.

Конструкция бетонной колонны и процесс заливки

Чтобы собрать сборные бетонные конструкции, понадобится техника и рабочая сила, это не займёт много времени, поэтому такой процесс мы рассматривать не будем.

Гораздо сложнее залить монолитные бетонные колонны. Монтаж приходится осуществлять на месте строительства.

После выбора монолитного типа конструкции и расчёта необходимого количества материала следует приступать к подготовке процесса заливки колонн. Нужно подобрать такой металл для арматур, который обладает прочностью и свариваемостью. Также он должен иметь хорошее сцепление с бетоном.

Прежде чем приступить к сборке опалубки, нужно очистить пространство вокруг. Опалубку желательно делать в форме цилиндра, диаметр которого совпадает с диаметром будущей колонны. Вокруг цилиндр засыпается землёй, а внутрь него заливается бетонная смесь. Каркас колонны следует монтировать из прочной, толстой арматуры. Арматура должна быть максимально длинной и крепиться проволокой к прутьям, выступающим из заранее подготовленного фундамента. Когда каркас полностью собран, следует обернуть арматуру листом оцинкованной стали. Оцинкованную сталь необходимо закреплять как можно лучше, т.к. в момент заливки предполагается большая нагрузка на них. После подготовки конструкции можно приступать к заливке бетонной смеси, к выбору которой также необходимо отнестись с полной ответственностью. Заливку следует производить равными слоями. Раствор нужно периодически утрамбовывать для того, чтобы в конструкции не появлялись пузырьки воздуха. При необходимости следует поправлять опалубку и каркас из арматуры.

После заливки бетонной конструкции необходимо совершить демонтаж опалубки. Демонтаж нужно начинать только после полного застывания бетонной смеси, когда конструкция полностью приобретёт необходимые характеристики. Демонтаж не является лёгким процессом, поэтому желательно доверить это специалистам, которые знают, в какой последовательности следует разбирать конструкцию опалубки. Важно в процессе демонтажа не повредить колонну и сохранить её в целостности, поэтому перед началом необходимо убедиться в прочности бетона.

Далее графически изображены бетонные колонны. Установка их в грунт наглядно показана.

Особенности монтажа железобетонных сооружений

Бетонные опоры рекомендуют устанавливать по краям сооружений и зданий. Крепить конструкцию следует к основанию и потолку с помощью анкеров.

Установка колонн — очень трудоёмкий процесс и справиться с ним самостоятельно достаточно сложно, поэтому рекомендуем обратиться за помощью к строителям — специалистам.

При желании данную конструкцию можно заменить небольшой стеной, выполненной из кирпича. Такую стену выполнить можно самостоятельно, и обойдётся это дешевле. Недостатком ее является то, что она не выдержит слишком большой нагрузки.

Также не забывайте об опорных конструкциях в центре здания, т. к. они являются очень важным элементом конструкции. Монтаж таких опор практически не отличается от монтажа опор, расположенных по краям сооружения. Единственным отличием является то, что арматуры необходимо использовать с металлическим сечением.

Замена бетонных колонн

В зависимости от цели использования колонн, их можно заменить следующими материалами:

• Квадратными стальными трубами (можно использовать при строительстве одноэтажного или двухэтажного дома, по углам сооружения).
• Кирпичными колонами (нежелательно использовать, если планируется большая нагрузка, т. к. материал менее прочный и может не выдержать тяжесть конструкции).
• Деревянными конструкциями, которые могут выполняться из бруса или брёвен (возможно использование в сооружениях, похожих на веранду, беседку).

Практически для всех этих конструкций, как и для монтажа бетонных плит, необходимо использовать строительный кран и привлечь несколько специалистов.

Стоит ещё раз отметить, что процесс заливки колонн бетонной смесью очень трудоёмкий, а значит, выполнить его своими руками тяжело. Он требует большой ответственности, умений и навыков работы с этими материалами. В процессе бетонирования необходимо соблюдать множество правил, которые были перечислены выше.

нормы и требования, способы укрепления конструкции

Устройство бетонных и железобетонных конструкций предусматривает дополнительное укрепление за счет арматурного проката. Последний, к слову, составляет один из наиболее востребованных сегментов черной металлургии, что подтверждается его широким использованием в строительстве. Применительно к бетонным колоннам армирование играет особенно важную роль ввиду невозможности применения других опорных конструкций кроме нижнего и верхнего перекрытия. Внутреннее стержневое усиление металлическими прутьями в разных конфигурациях является оптимальным решением задачи.

Общие требования к арматуре

Для колонн может использоваться горячекатаные, термомеханически упрочненные и холоднодеформированные металлические прутья разного профиля. Диаметр в среднем варьируется от 12 до 40 мм. Если планируется задействовать холоднодеформированные стержни периодического профиля, то применяться может и небольшой диаметр на 3-12 мм. В показателях прочности на растяжение допускаются классы А и В, отвечающие гарантированным пределам по текучести с коэффициентом не меньше 0,95.

В особых случаях при армировании монолитных колонн могут предъявляться специальные требования в отношении пластичности, свариваемости, коррозийной стойкости и прочности на усталость. Как правило, это связано со спецификой применяемой бетонной смеси и цемента. Ключевое значение почти в каждом случае армирования имеет характер сцепки с бетоном. Недостаток адгезии может компенсироваться конструкцией профиля с пазами и гребнями. Те же горячекатаные и холоднодеформированные прутья могут иметь кольцевые и серповидные выступы разной величины. И напротив, многие марки бетонов с хрупкой структурой допускают использование только гладких стержней – например, класса А240. Теперь стоит перейти к более подробному рассмотрению параметров арматуры, используемой в укреплении колонн.

Длина арматуры

При закладке сборной колонны тщательно рассчитываются параметры опалубки, в которую должна органично входить и укрепляющая металлическая оснастка. Важно, чтобы окончания рабочих стержней, не соединяемых с анкерными элементами, находились на следующем расстоянии от торцевой части детали:

• 20 мм, если устраивается монолитная колонна длиной не менее 6 м.
• 15 мм, если колонна имеет длину свыше 18 м. Это же ограничение относится к мачтовым конструкциям и опорам.
• 10 мм, если закладывается сборная колонна длиной менее 18 м.

В каждом случае армирование колонны предполагает оставление части прутка, которая должна быть защищена специальными антикоррозийными средствами или дополнительно изолирована каркасной оснасткой.

Диаметр арматуры

В случае с продольными стержнями используются элементы толщиной не меньше 16 мм. Монолитные конструкции сборного типа можно укреплять и 12-миллиметровыми прутьями. Также малые диаметры допускаются при использовании арматуры из конструкционной стали с защитным покрытием. Учет диаметра важен и с точки зрения конфигурации ее размещения в теле колонны. Так, продольные прутья можно устанавливать только в один ряд и желательно с выдержкой равного диаметра. Если же планируется армирование колонны стержнями разной толщины, то максимум допускается применение двух форматов без учета конструкционной укрепляющей оснастки. Прутья разных диаметров обычно применяются в целях экономии, но при этом нельзя использовать соседние типоразмеры в одной колонне. К примеру, не допускается закладка стержней диаметром 8 и 10 мм или 10 и 12 мм.

Площадь армирования

Расчет площади выполняется по сечениям продольного армирования. В результате оценивается, какой процент сечения стержней занимают на поверхности колонны. Максимум допускается 5%, но только в случае размеренной компоновки прутьев без нахлеста. Соединение нахлестом удваивает площадь сечения арматуры в местах стыка, что не всегда позволяет выполнить корректную сборку колонны. Также следует выдерживать симметрию размещения стержней относительно площади сечения конструкции – особенно, если речь идет о будущей эксплуатации сооружения с высокой нагрузкой на изгиб. Так или иначе, оптимальный процент армирования колонны составит 2-3%. В самом сечении следует учитывать не только основу прутка, но и выступы в виде гребней.

Какой должна быть стыковка армирующих стержней?

Соединение и выпуски арматуры также определяют надежность конструкции. Уже отмечалась важная роль нахлеста, которая увеличивается при использовании монолитных колонн. При этом не стоит недооценивать влияние таких связок на структурную целостность колонны. Дело в том, что, к примеру, 25-миллиметровый прут (в диаметре) должен стыковаться с нахлестом по длине не менее 140 см. Причем если стыковка производится в разбег, то это расстояние удваивается. Поэтому рекомендуется стремиться к минимизации соединяющих узлов при армировании колонны продольными стержнями. Если дело касается больших пролетов и выполнение переходных зон неизбежно, то стыки переводятся на места изменения сечения самой колонны. Такие конфигурации встречаются в ступенчатых, двухветвевых и обрываемых конструкциях. Также в качестве альтернативы рекомендуется сварное соединение с накладками.

Промежутки между стержнями

Для начала стоит подчеркнуть значимость баланса между укрепленной массой и пустотами в теле колонны. Перенасыщенность рабочих металлических стержней ослабляет бетонную конструкцию, делая ее более чувствительной к динамическим нагрузкам. И напротив, недостаток армирующей оснастки увеличивает риски повреждения колонны при эксплуатации под статическими нагрузками. Даже если перекрытия и армированная колонна действуют друг на друга в умеренных показателях давления, то через время на ослабленных участках конструкции начнут образовываться трещины. Соблюсти баланс можно выдерживанием нормативной дистанции между арматурными прутьями в 400 мм. Если этого расстояния оказывается недостаточно по причине минимального включения щебня или камня в раствор, то большие промежутки разбавляют за счет конструкционной тонкой арматуры диаметром 12 мм.

Ограничения защитного армирующего слоя

Максимальный слой продольного армирования составляет 50 мм. В эту толщину входит и основа стержня, и его конструкционные элементы с покрытием. Возможность применения прутьев с диаметром в 40 мм при сохранении технологических 10 мм обуславливается тем, что сам армирующий слой может требовать дополнительного усиления. В частности, армирование колонн с сечением 600х800 мм предусматривает включение сварной сетки, хомутов и стяжек. Крупноформатные стержни дополнительно скрепляются между собой усиливающими связками. Причем дополнительные элементы укрепления самой арматуры не следует путать с накладками при сварке, которые выполняют ответственную конструкционную задачу соединения двух или нескольких стержней.

Главное ограничение касается толщины защитного слоя, что обусловлено пропорциональным повышением рисков растрескивания колонны в местах прохождения стержней. Напряжение, испытываемое бетонной структурой с инородными включениями, будет чрезмерно высоким и при динамических нагрузках приведет к разрушению. Данный фактор отчасти компенсируется вышеупомянутыми сетками и хомутами, но лучше всего изначально соблюсти нормы формирования армирующего слоя.

Требования к поперечному армированию

В колонных конструкциях, где расчетное поперечное усилие не может обеспечиваться только бетонной структурой, используется и поперечная арматура. Шаг при ее закладке должен составлять не больше 300 мм. Если планируется выполнять сжатое укрепление, то расчет армирования колонны по отступам делается исходя из толщины стержней – шаг должен составлять не более 15 диаметров, но укладываться в 500 мм. Что касается взаимодействий поперечной и продольной арматуры, то оно будет зависеть от сечения колонны и ее насыщения рабочими стержнями. В принципе возможны две конфигурации. В одной сопряжение не допускается, поскольку слой продольных прутьев устраивается ближе к краю, а поперечные стержни закладываются в оставленных промежутках. Во втором варианте выполняются стыки, если продольное армирование реализуется в несколько рядов от края к центральной части. В основном поперечные тонкие стержни соединяют с конструкционными прутьями диаметром не более 12 мм.

Технология армирования колонн

Способы армирования различаются по техникам вязки, подходам к устройству опалубки и конфигурациям размещения стержней. Что касается вязки, то ее можно выполнять с помощью проволоки или сварным способом. В первом случае рекомендуется использовать вязальный строительный пистолет для арматуры, а во втором – инверторный сварочный аппарат для точного соединения. На этом этапе формируется каркас. Конфигурация армирования под колонны может быть разной в зависимости от характеристик конструкции. Оптимально использовать комбинированный вариант с применением продольного и поперечного армирования, при котором будет реализована и смежная вязка двух каркасов. Опалубочная конструкция устраивается с помощью формовочных заготовок, в которые погружают подготовленный металлический скелет и в дальнейшем заливают его бетоном. Различия в методах создания опалубки сводятся к типу используемого материала – древесины, пенополистирола или комбинированных волокнистых материалов. В этом выборе главное условие заключается в возможностях сочетания арматуры и опалубки по массе и техническим нагрузкам в целом.

Армирование фундаментов колонн

Строительные колонны устанавливаются на фундаменте, так называемом несущем стакане, который тоже подвергается усилению. Для формирования части конструкционной подошвы используют марки тяжелого бетона с высоким классом прочности. Армирование стакана выполняется горячекатаными стержнями с периодическим профилем. Ключевое значение при армировании фундамента под колонну будет иметь узел сопряжения прутьев подошвы с элементами основного продольного усиления. Для этой связки в месте перехода от подошвы к стволу колонны используется приварка прутьев с шайбами к скелету из горячекатаных стержней стакана. Сложность заключается лишь в правильном переходе от одного уровня к другому с соблюдением симметрии укрепляющих контуров.

Что такое бетонная колонна? (с рисунком)

Бетонная колонна — это просто круглая или квадратная колонна, сделанная из бетона. Размер, форма и размещение колонны зависят от ее назначения. В некоторых случаях бетонные колонны используются только для украшения, а в других случаях они являются неотъемлемой частью строительства зданий и других сооружений. Бетон — это универсальный строительный материал, поскольку его можно формовать в различных размерах и формах, что делает его привлекательным для архитекторов и дизайнеров для использования в колоннах.

Многие архитекторы используют в своих проектах бетонные колонны.

Иногда бетонная колонна бывает полностью декоративной. В этих случаях на колонны часто наносят рисунки или узоры или лепят для создания определенного визуального эффекта.Они могут быть сформированы так, чтобы отражать внешний вид колонн в исторических зданиях или зданиях древности. Эти декоративные колонны могут быть или не могут быть связаны с структурной целостностью здания, к которому они прикреплены.

Однако в большинстве случаев бетонная колонна является важной частью структурной целостности здания.Фактически, бетонная колонна обычно несет часть структурной нагрузки. Это означает, что колонна используется для предотвращения обрушения или смещения здания, которое может привести к повреждению всей конструкции. Бетонная колонна довольно часто является частью проекта большого здания, такого как офисное здание, высотное здание, больница, тюрьма и многие другие типы сооружений.

Одним из преимуществ работы с бетоном является то, что продукт можно использовать в областях, которые находятся внутри здания, а также в областях, которые будут подвержены воздействию элементов.Например, бетонную колонну можно использовать в интерьере школьного здания или использовать для поддержки путепровода на шоссе. Кроме того, поскольку бетон формуют, пока он находится в жидкой форме, ему можно придать форму многих видов колонн, чтобы удовлетворить многие виды строительных и конструктивных потребностей. Таким образом, это уникальный строительный материал.

Размер, форма и конструкция бетонной колонны часто определяются архитектором или инженером, когда здание находится в процессе проектирования.Физика здания, которая принимает во внимание множество факторов, включая давление, которое будет оказывать на здание жильцы, влияние погоды на здание и то, как оно будет оседать с годами, будет определять дизайн каждой бетонной колонны в здании. Неправильные расчеты могут привести к преждевременному растрескиванию или короблению одной или нескольких колонн любой конструкции.

CYPECAD.Колонны стальные и бетонные композитные

Введение данных

Используя модуль «Стальные и бетонные колонны из композитных материалов», CYPECAD и CYPE 3D могут проверять композитные стальные и бетонные колонны, состоящие из прямоугольной или круглой бетонной секции с закрытой секцией; коробчатые профили стальные прокатные, заполненные бетоном; а также холодногнутые стальные прямоугольные, квадратные или круглые полые профили, заполненные бетоном.

CYPECAD и CYPE 3D также проектируют железобетонные колонны с помощью модуля Бетонные колонны и стальные колонны (только для CYPECAD требуется модуль Стальные колонны).

CYPECAD позволяет пользователям определять для каждого введенного столбца конкретные значения следующих параметров во время его введения (значения которых определены в общих данных задания или в параметрах анализа):

• Факторы эффективной длины
• Коэффициенты фиксации вверху и внизу каждого пролета колонны
• Коэффициенты осевой жесткости
• Крышка
• Сопротивление бетона

В CYPE 3D эти свойства определяются с помощью различных параметров в меню панели.

В CYPECAD при вводе данных может быть определена фиксированная точка столбцов (в углах или гранях), когда размер секции столбца меняется от одного этажа к другому. В CYPE 3D фиксированная точка определяется с помощью параметра «Описать расположение» в меню «Панель».

Столбцы, представленные в CYPECAD и CYPE 3D, должны быть вертикальными. CYPECAD не позволяет вводить их каким-либо другим способом, однако в CYPE 3D пользователи могут определить стержень как структурный элемент столбчатого типа, локальная ось X которого находится под углом к ​​глобальной оси Z .В этих случаях CYPE 3D помечает панель как содержащую ошибку (если была активирована опция «Показать / скрыть инциденты» в меню «Анализ») следующим сообщением: «Элемент должен быть вертикальным, с его локальным X- ось в восходящем направлении ». Программа не позволяет анализировать структуру (а также отображает эту проблему, если анализ запущен независимо от того, активирована ли опция «Показать / скрыть инциденты») до тех пор, пока не будет указано направление локальной оси X полоса не совпадает с полосой глобальной оси Z.

Виды составных колонн

CYPECAD и CYPE 3D проверяют следующие типы составных столбцов:

• Прямоугольное с закрытым сечением
  Всегда включает продольную и поперечную арматуру
• Прокат коробчатый стальной лист, заполненный бетоном
  Возможно использование продольной и поперечной арматуры, а также стального профиля в ограждении.
• Стальной холодногнутый полый прямоугольный профиль, заполненный бетоном
  Возможно использование продольной и поперечной арматуры, а также стального профиля в ограждении.
• Стальной холодногнутый полый профиль, заполненный бетоном
  Возможно использование продольной и поперечной арматуры, а также стального профиля в ограждении.
• Круглая колонна с закрытой секцией
  Всегда включает продольную и поперечную арматуру
• Стальной холодногнутый полый профиль, заполненный бетоном
  Возможно использование продольной и поперечной арматуры, а также стального профиля в ограждении.

Реализованные коды проектирования

CYPECAD и CYPE 3D проверяют типы столбцов, указанные в предыдущем разделе, в соответствии со следующими кодами:

• EN 1994-1-1
  Еврокод 4: Проектирование композитных стальных и бетонных конструкций — Часть 1-1: Общие правила и правила для зданий.
• ANSI / AISC 360-10
  Спецификация для зданий из конструкционной стали (ANSI / AISC 360-10).

Выбор кода

Код для расчета композитных колонн не выбирается напрямую, как это делается с кодами для бетона или стали. Программа использует либо код «EN 1994-1-1», либо код «ANSI / AISC 360-10», в зависимости от конкретного выбранного кода. Кроме того, имейте в виду, что CYPECAD и CYPE 3D могут проверять составные столбцы только в том случае, если выбранный конкретный код реализован в расширенном редакторе столбцов.

Код бетона, используемый «EN 1994-1-1» для проверки составных колонн

Код EN 1994-1-1 будет использоваться CYPECAD и CYPE 3D для проверки составных столбцов, когда конкретный код является одним из следующих:

• ABNT NBR 6118: 2007 (Бразилия)
  Norma Brasileira ABNT NBR 6118 (2007). Projeto de estruturas de concreto — Процедуры.
• ABNT NBR 6118: 2014 (Бразилия)
  Norma Brasileira ABNT NBR 6118 (2014). Projeto de estruturas de concreto — Процедуры.
• BAEL 91 (R-99) (Франция)
  Регламентирует методы концепции и расчета образов и конструкций в соответствии с методом ограничения границ.
• EHE-08 (Испания)
  Instrucción de Germigón estructural.
• Еврокод 2 (ЕС)
  Проектирование бетонных конструкций. EN 1992-1-1: 2004 / AC 2008.
• Еврокод 2 (Франция)
  Вычислить конструкции в бетоне. NF EN 1992-1-1: 2005 / NA: Mars 2007.
• Еврокод 2 (Португалия)
  Projecto de estruturas de betão. НП EN 1992-1-1: 2010 / NA.
• Еврокод 2 (Румыния)
  Еврокод 2: Проектирование бетонных конструкций.SR EN 1992-1-1: 2004 / AC.
• IS 456: 2000 (Индия)
  Индийский стандарт. Свод правил для простого и железобетонного бетона (Четвертая редакция).
• NTC: 14-01-2008 (Италия)
  Norme tecniche per le costruzioni.
• СП 63.13330.2012 (Россия)
  Бетон и железобетон. Строительство. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003.Москва 2012.

Конкретный код, используемый «ANSI / AISC 360-10» для проверки составных колонн

Код «ANSI / AISC 360-10» будет использоваться CYPECAD и CYPE 3D для проверки составных столбцов, если конкретный код является одним из следующих:

• ACI 318M-08 (США)
  Требования строительных норм и правил для конструкционного бетона (ACI 318M-08).
• ACI 318M-11 (США)
  Строительные нормы и правила для конструкционного бетона (ACI 318M-11).
• CIRSOC 201-2005 (Аргентина)
  Reglamento Argentino de Estructuras de Hormigón.
• НЧ 430.Оф2008 (Чили)
  Norma Chilena, официальный NCh530.Of2008 (Basada en ACI 318-05).
• NSR-10 (Колумбия)
  Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR-10. Título C ¬ Concreto estructural.
• NTCRC: 2004 (Мексика)
  Normas técnicas complementarias del reglamento de construcciones para el Distrito Federal.
• NTE E.060: 2009 (Перу)
  Reglamento nacional de edificaciones. Norma E.060 Concreto Armado.

Анализ результатов

Расширенный редактор столбцов

CYPECAD и CYPE 3D имеют расширенный редактор колонн (для бетонных, стальных и композитных колонн), который позволяет пользователям:

• Отображает всю информацию, касающуюся их конструкции (для составных столбцов, только их проверка), и генерирует подробные отчеты о проверках окончательного предельного состояния (U.Л.С. чеки).
• Организуйте группы столбцов в спецификации столбцов, отфильтруйте их отображение, измените используемые арматуру или стальные профили, и все это в виде спецификации столбцов, а не на плане. Также предоставляется небольшая диаграмма вида в плане, которая позволяет пользователям выбирать в расписании тип столбца, к которому относится конкретный столбец.
• Проверьте все внесенные изменения.
• Измените конструкцию колонн (кроме составных и стальных колонн, которые можно только проверить).

Дополнительную информацию об этом инструменте, доступном для CYPECAD и CYPE 3D, можно найти на веб-странице «Расширенный редактор столбцов».

Необходимые пользовательские разрешения

Чтобы CYPECAD или CYPE 3D могли проектировать композитные стальные и бетонные колонны, пользователи должны иметь необходимые разрешения, чтобы иметь возможность использовать любую программу и модуль «Составные стальные и бетонные колонны» (используемый как CYPECAD, так и CYPE 3D).

Версии и модули CYPECAD и CYPE 3D

Версии CYPECAD

CYPECAD доступен в неограниченной версии, а также в двух ограниченных версиях, называемых LT30 и LT50, которые содержат те же инструменты и возможности приобретения модулей, но имеют следующие условия:

CYPECAD LT50:

• Пятьдесят столбцов
• Четыре группы этажей (Группа этажей: этажи одинаковые и последовательные)
• Всего пять этажей
• Стены: сто погонных метров

CYPECAD LT30:

• Тридцать столбцов
• Четыре группы этажей (Группа этажей: этажи одинаковые и последовательные)
• Всего пять этажей
• Стены: сто погонных метров

Интегрированные 3D-структуры CYPECAD (также LT50 и LT30) технически не являются модулем.Чтобы определить эти 3D-структуры в CYPECAD, пользователи также должны иметь необходимые разрешения на использование CYPE 3D в своей пользовательской лицензии и, при необходимости, модули, которые являются эксклюзивными для CYPE 3D.

Модули CYPECAD

Следующие модули можно приобрести вместе
с CYPECAD или CYPECAD LT:

Модули, общие для CYPECAD и CYPE 3D:

Верх

полных столбцов | Конструктор железобетонных колонн на облачной основе

Визуализация валидации

ID дизайна
Выбрать дизайн

Идентификатор случая столбца
Выбрать Case

Создать проверку

Обзор : Complete Columns использует эту визуализацию внутренних напряжений бетона и стали для проверки наших результатов.Это намного быстрее, чем построчная проверка выходных данных, и позволяет инженерам, у которых мало времени, полностью и быстро проверять наши расчеты вручную.

В этом руководстве показано, как определять каждое значение в таблице производных итоговых вычислений сверху вниз. Если вы еще этого не сделали, добавьте дизайн и нажмите кнопку «Стоп».

Шаг 1: Осевая сила бетона Диаграмма напряжения бетона используется для расчета осевой силы бетона.Интегрируйте напряжение по площади, ограниченной эффективной глубиной нейтральной оси и шириной поперечного сечения.

Шаг 2: Вычесть силу в пустотах Используя таблицу напряжений в стали, сложите силу в пустотах бетона, умножив площади стальных стержней над эффективной глубиной нейтральной оси на приложенное напряжение бетона. Это значение будет вычтено из осевой силы бетона.

Шаг 3: Бетонный момент Используя таблицу напряжений в бетоне, возьмите силу в бетоне, рассчитанную на этапе 1.и умножьте его на расстояние плеча рычага, показанное между центром тяжести блока напряжений и пластическим центром тяжести поперечного сечения.

Шаг 4: Вычесть пустотный момент Используя таблицу напряжений в стали, сложите пустотный момент бетона, умножив силу, найденную в каждом стержне из шага 2., на расстояние между стержнем и пластическим центром тяжести поперечного сечения.

Шаг 5: Стальная осевая сила: Медленно наведите указатель мыши на каждый из серых блоков напряжений на диаграмме напряжений стали.Появится всплывающая подсказка с указанием напряжения, расстояния стержня от верхнего сжимающего волокна и деформации, приложенной к стержню (или стержням, если есть несколько стержней на одинаковой глубине). Суммируйте силу (напряжение, умноженное на площадь стержня) всех стержней.

Шаг 6: Стальной момент: Используя диаграмму напряжений стали, просуммируйте силу каждого стержня, найденную на шаге 5., умноженную на расстояние между стержнем и пластиковым центроидом.

Шаг 7: Нефакторизованная осевая сила Из полученной сводной таблицы расчетов добавьте осевую силу бетона и осевую силу стали.Обратите внимание, что осевая сила стали может быть отрицательной. Затем вычтите значение Subtract Void Force (это значение всегда будет положительным).

Шаг 8: Нефакторизованный момент Повторите шаг 7., но с найденными моментами. Опять же, вычитая значение Subtract Void Moment.

Шаг 9: Коэффициент мощности Коэффициенты производительности указаны в соответствующем стандарте. Убедитесь, что значение, отображаемое в таблице «Производные итоговые вычисления», является правильным.

Шаг 10: Факторизованная осевая сила и момент Умножьте неучтенные значения на коэффициенты уменьшения емкости, чтобы оценить точку, показанную на диаграмме осевого момента.

Шаг 11:
Вы можете повторить процесс для второй точки или вместо этого нажать кнопку воспроизведения. Обратите внимание, что хотя факторизованные значения оси и момента являются нелинейными по отношению к глубине нейтральной оси, многие промежуточные вычисления линейно связаны (это все равно будет приблизительно верно, если используется нелинейная зависимость напряжения от деформации бетона).Вместо того, чтобы повторять расчет полной проверки, вы можете просто проверить, что значения пропорциональны вашему первоначальному расчету относительно положения вторичной нейтральной оси. Это метод проверки, который мы называем проверкой смежности производных . Это намного быстрее, чем повторные вычисления, и может обеспечить более полное понимание внутренних сил и моментов в бетоне и стали, используемых для построения кривой осевого момента.

Круглые и квадратные бетонные колонны, ограниченные снаружи композитом из углепластика: экспериментальные исследования и модели эффективной прочности

1.Введение

Использование кожухов из армированных волокном полимеров (FRP) в качестве внешнего средства для усиления существующих колонн RC появилось в последние годы с очень многообещающими результатами [1-13], среди прочего. Было проведено несколько исследований характеристик обернутых колонок FRP с использованием как экспериментальных, так и аналитических подходов. Такой метод усиления оказался очень эффективным для увеличения их пластичности и осевой нагрузки. Однако большинство таких исследований сосредоточено на характеристиках колонн круглого сечения.Данные, доступные для столбцов квадратного или прямоугольного поперечного сечения, увеличились за последние годы, но все еще ограничены. Эта область все еще находится на стадии разработки, и необходимы дополнительные испытания и анализ для изучения ее возможностей, ограничений и применимости проекта. Это исследование посвящено серии испытаний круглых и квадратных плоских бетонных (PC) и железобетонных (RC) колонн, усиленных листами из армированного углеродным волокном полимера (CFRP). Согласно полученным результатам испытаний, разрушение FRP-ограниченных образцов происходит до того, как FRP достиг своей предельной способности к деформации.Таким образом, разрушение происходит преждевременно, и окружная деформация разрушения была ниже, чем предельная деформация, полученная при стандартных испытаниях на растяжение композитного FRP. В существующих моделях бетона из стеклопластика обычно предполагается, что стеклопластик разрывается, когда кольцевое напряжение в оболочке из стеклопластика достигает предела прочности при растяжении в результате испытаний с плоским купоном, которые в данном документе называются пределом прочности на разрыв материала из стеклопластика. Это явление значительно влияет на точность существующих моделей для бетона из стеклопластика.На основе эффективного бокового ограничивающего давления композитной оболочки и эффективной окружной деформации разрушения FRP были предложены новые уравнения для прогнозирования прочности бетона, ограниченного FRP, и соответствующей деформации для каждой из геометрических форм поперечного сечения, круглой и квадратной. Показано, что предсказания предложенных уравнений хорошо согласуются с данными испытаний. Обозначения образцов следующие. Первая буква относится к форме сечения: C для круглого и S для квадратного. Следующие две буквы обозначают тип бетона: PC для простого бетона и RC для железобетона, за ними следует бетонная смесь: I для нормальной прочности (26 МПа), II для средней прочности (50 МПа) и III для высокой прочности (62 МПа). МПа).Последние буквы указывают количество слоев углепластика (0L, 1L и 3L), за которым следует номер образца.

2. Наблюдаемое поведение армированного бетона FRP

2.1. Бетон из стеклопластика в круглых колоннах

Ограничивающее действие, оказываемое стеклопластиком на бетонную основу, является пассивным, то есть возникает в результате бокового расширения бетона под осевой нагрузкой. По мере увеличения осевого напряжения соответствующая поперечная деформация увеличивается, и ограничивающее устройство создает кольцевое напряжение растяжения, уравновешенное равномерным радиальным давлением, которое реагирует на поперечное расширение бетона [14,15].Когда ограниченный цилиндр из FRP подвергается осевому сжатию, бетон расширяется в поперечном направлении, и это расширение сдерживается FRP. Ограничивающее действие композитного материала FRP для круглых бетонных колонн показано на рисунке 1.

Рисунок 1.

Ограничивающее действие рубашки FRP в круглых секциях

Для круглых колонн бетон подлежит равномерному ограничению и максимальному ограничению Давление, обеспечиваемое композитом FRP, зависит от количества и прочности FRP и диаметра ограниченного бетонного ядра.Максимальное значение ограничивающего давления, которое FRP может оказывать, достигается, когда окружная деформация в FRP достигает своей предельной деформации и разрывы волокон, приводящие к хрупкому разрушению цилиндра. Это ограничивающее давление определяется как:

fl = 2tfrpEfrpεfud = 2tfrpffrpd = ρfrpffrp2E1

Где f _l — это поперечное ограничивающее давление, E _{композитного материала FR — это упругое давление FR . ε fu — предельная деформация растяжения FRP, f frp — предел прочности на растяжение композита FRP, t frp — общая толщина FRP, d — диаметр бетонного цилиндра, а ρ frp — это объемное соотношение FRP, заданное следующим уравнением для полностью свернутого круглого поперечного сечения:}

ρfrp = πdtfrpπd2 / 4 = 4tfrpdE2

2.2. Бетон из стеклопластика в квадратных колоннах

Квадратная колонна с закругленными углами показана на рисунке 2. Для повышения эффективности удержания из стеклопластика обычно рекомендуется скругление углов. Из-за наличия внутренней стальной арматуры угловой радиус Rc обычно ограничивается небольшими значениями. Существующие исследования стального замкнутого бетона [16-18] привели к простому предположению, что бетон в квадратном сечении ограничен поперечной арматурой за счет действия арки, и только бетон, содержащийся в четырех параболах второй степени, как показано на рисунке 2а полностью ограничен, в то время как ограничение остальной части пренебрежимо мало.Эти параболы пересекают края под углом 45 °. Хотя есть различия между сталью и FRP в обеспечении удержания, наблюдение, что только часть секции хорошо ограничена, очевидно, также справедливо в случае ограничения FRP. Юссеф и др. (2007) [19] показали, что ограничивающие квадратные бетонные элементы с материалами FRP имеют тенденцию создавать ограничивающее напряжение, сосредоточенное вокруг углов таких элементов, как показано на рисунке 2b. Уменьшение эффективности куртки FRP для квадратного сечения, чем для круглого сечения, было подтверждено экспериментальными результатами [2,20].Несмотря на это снижение эффективности, квадратная бетонная колонна, ограниченная FRP, обычно также терпит неудачу из-за разрыва FRP [9,20]. В уравнении (1) d заменяется длиной диагонали квадратного сечения. Для квадратного сечения со скругленными углами d можно записать как:

d = 2b − 2Rc (2-1) E3

Рисунок 2.

Ограничивающее действие композитного материала FRP в квадратных сечениях

3. Различное поведение Между сталью и композитом FRP

Хорошо известно, что бетон перед разрушением расширяется в поперечном направлении.Если предотвратить боковое расширение, можно добиться существенного увеличения прочности и деформации бетона. Таким образом, ожидаемое повышение осевой нагрузки на колонны, обернутые FRP, может быть связано с двумя факторами; во-первых, удерживающий эффект скрепленных извне поперечных волокон, а во-вторых: прямой вклад продольно ориентированных волокон. Наблюдалось различное поведение стали и композитного стеклопластика из-за зависимости напряжения от деформации каждого материала, показанного на рисунке 3.Армированный волокном полимер является линейно эластичным до окончательного хрупкого разрушения при растяжении, в то время как сталь имеет упругопластическую область [21]. Это очень важное свойство с точки зрения структурного использования композитов FRP. Частично иллюстрирующие типичные различия в прочности между этими материалами, эти кривые дают четкий контраст между хрупким поведением композитного материала FRP и пластичным поведением стали. Стальное удержание основано на той же механике, что и FRP. Однако фундаментальное различие связано с деформационным поведением стали, которая после начальной линейно-упругой фазы показывает плато текучести.Следовательно, после достижения максимального значения, соответствующего напряжению текучести, ограничивающее давление остается постоянным (без учета деформационного упрочнения).

Рис. 3.

Типичные кривые напряжения-деформации из стеклопластика и мягкой стали [21]

4. Экспериментальная программа

4.1. Свойства материалов

Бетонные смеси : Для достижения желаемого диапазона прочности неограниченного бетона (26, 50 и 62 МПа) были использованы три бетонные смеси, как показано в Таблице 1.Смеси были приготовлены в лаборатории с использованием механической мешалки и использовались для отливки образцов бетона, которые после сушки были обернуты листами углепластика.

Композиты CFRP : Углеродистая ткань, использованная в этом исследовании, представляла собой продукт SikaWrap-230C / 45, однонаправленную обертку. Система смолы, которая использовалась для приклеивания углеродных тканей к образцам в этой работе, представляла собой эпоксидную смолу, состоящую из двух частей: смолы и отвердителя. Весовое соотношение двух компонентов составляло 4: 1.SikaWrap-230C / 45 был ламинирован в полевых условиях с использованием эпоксидной смолы Sikadur-330 для образования полимерной оболочки, армированной углеродным волокном (CFRP), используемой для упрочнения бетонных образцов. Механические свойства, включая модуль упругости и предел прочности на разрыв композита из углепластика, были получены при испытании на растяжение плоских образцов. Испытания на растяжение проводились в основном в соответствии с рекомендациями NF EN ISO 527- (1, 2 и 5). Конфигурация образца на растяжение представлена ​​на рисунке 3а. Всем тестовым купонам позволяли отверждаться в лабораторных условиях в течение как минимум 7 дней.Перед испытанием к концам купонов приклеивали алюминиевые пластины, чтобы избежать преждевременного выхода из строя концов купонов, зажатых в губках испытательной машины. Испытания проводились под контролем смещения со скоростью 1 мм / мин. Продольные деформации измеряли с помощью тензодатчиков по середине образца для испытаний. Показания нагрузки и деформации были сняты с использованием системы регистрации данных и сохранены в компьютере. Основные механические свойства, полученные из средних значений испытанных образцов, приведены ниже:

— Толщина (на слой): 1 мм

— Модуль E _frp : 34 ГПа

— Предел прочности на разрыв f _frp : 450 МПа

— Предельная деформация ε _fu : 14 ‰

Обратите внимание, что предел прочности при растяжении определялся на основе площади поперечного сечения купонов, а модуль упругости был рассчитан от реакции стресс-деформация.

4.2. Изготовление образцов для испытаний

Программа экспериментов проводилась на: 1) цилиндрических образцах диаметром 160 мм и высотой 320 мм; 2) образцы коротких колонн квадратным сечением 140х140 мм и высотой 280 мм. Для всех образцов RC диаметр продольных и поперечных арматурных стержней был соответственно 12 мм и 8 мм. Удельный вес стали в продольном направлении был постоянным для всех образцов и составлял 2,25%. Предел текучести продольной и поперечной арматуры составлял 500 МПа и 235 МПа; соответственно.Обозначения образцов следующие. Первая буква относится к форме сечения: C для круглого и S для квадратного. Следующие две буквы обозначают тип бетона: PC для простого бетона и RC для железобетона, за ними следует бетонная смесь: I для нормальной прочности (26 МПа), II для средней прочности (50 МПа) и III для высокой прочности (62 МПа). МПа). Последние буквы указывают количество слоев углепластика (0L, 1L и 3L), за которым следует номер образца. Образцы, задействованные в экспериментальной работе, указаны в таблице 1.

Wikizero — Железобетонная колонна

Железобетонная колонна — это конструктивный элемент, предназначенный для восприятия сжимающих нагрузок, состоящий из бетона со встроенной стальной рамой для обеспечения армирования.В целях проектирования столбцы разделены на две категории: короткие столбцы и узкие столбцы.

Короткие колонны [править]

Прочность коротких колонн зависит от прочности материала и геометрии поперечного сечения. Арматурная арматура размещается в осевом направлении в колонне для обеспечения дополнительной осевой жесткости. С учетом дополнительной жесткости стали номинальная грузоподъемность P _n для колонны по максимальному сжимающему напряжению бетона f _c ‘, предел текучести стали f _y , полное сечение площадь сечения колонны A _г , а общая площадь сечения стальной арматуры A _st

Pn = 0.85fc ′ (Ag − Ast) + Astfy {\ displaystyle {\ begin {align} P _ {\ mathrm {n}} & = 0.85f ‘_ {\ mathrm {c}} (A _ {\ mathrm {g}} -A_ {\ mathrm {st}}) + A _ {\ mathrm {st}} f _ {\ mathrm {y}} \\\ end {align}}}

, где первый член представляет нагрузку, которую несет бетон, а второй член представляет нагрузку, которую несет сталь. Поскольку предел текучести стали на порядок больше, чем у бетона, небольшая добавка стали значительно повысит прочность колонны. ^[1]

Расчетная нагрузка [править]

Чтобы дать консервативную оценку и создать избыточность в окончательной структурной системе, Требования Строительного кодекса ACI дают максимально сниженную расчетную нагрузку ϕPn {\ displaystyle \ mathrm {{\ phi } P _ {\ mathrm {n}}} \, \!} Где ϕ {\ displaystyle \ mathrm {\ phi} \, \!} — коэффициент снижения прочности для типа используемого столбца.Для спиральных столбцов

ϕPn (max) = 0,85ϕ [0,85fc ′ (Ag − Ast) + Astfy] {\ displaystyle {\ begin {align} {\ phi} P _ {\ mathrm {n (max)}} & = 0,85 \ phi [0,85f ‘_ {\ mathrm {c}} (A _ {\ mathrm {g}} -A _ {\ mathrm {st}}) + A _ {\ mathrm {st}} f _ {\ mathrm {y }}] \\\ конец {выровнен}}}

, где ϕ = 0,75 {\ displaystyle \ mathrm {\ phi} = 0,75 \, \!}. Для связанных столбцов

ϕPn (max) = 0,80ϕ [0,85fc ′ (Ag − Ast) + Astfy] {\ displaystyle {\ begin {align} {\ phi} P _ {\ mathrm {n (max)}} & = 0.80 \ phi [0.85f ‘_ {\ mathrm {c}} (A _ {\ mathrm {g}} -A _ {\ mathrm {st}}) + A _ {\ mathrm {st}} f _ {\ mathrm {y }}] \\\ конец {выровнено}}}

, где ϕ = 0.65 {\ displaystyle \ mathrm {\ phi} = 0,65 \, \!}. Дополнительное снижение после коэффициента снижения прочности должно учитывать любые эксцентриситет при нагрузке на колонну. Распределение нагрузки по направлению к одному концу колонны создаст момент в колонне и предотвратит несение нагрузки по всему поперечному сечению, что приведет к высокой концентрации напряжений по направлению к этому концу колонны.

Спиральные колонны [править]

Спиральные колонны — это цилиндрические колонны с непрерывной спиральной полосой, охватывающей колонку.Спираль служит опорой в поперечном направлении и предотвращает смещение колонны. Количество арматуры требуется для обеспечения дополнительной несущей способности, большей или равной той, которая приписывается оболочке, чтобы компенсировать потерю прочности при отколе оболочки. При дальнейшем увеличении толщины спиральной арматуры бетон, нагруженный в осевом направлении, становится самым слабым звеном в системе, и усиление со стороны дополнительной арматуры не проявляется до тех пор, пока колонна не разрушится в осевом направлении.В этот момент включается дополнительная прочность спиральной арматуры и предотвращается катастрофическое разрушение, вместо этого вызывая более медленное пластичное разрушение. ^[2]

Требования Строительного кодекса ACI устанавливают следующие ограничения на количество спирального армирования.

Код ACI 7.10.4.2: Для монолитной конструкции размер спиралей должен быть не менее 3/8 дюйма в диаметре.

Код ACI 7.10.4.3: Расстояние между спиралями не должно превышать 3 дюйма., ни быть меньше 1 дюйма.

В разделе 10.9.3 добавлен дополнительный нижний предел к количеству спирального армирования через коэффициент объемного спирального армирования ρ _s .

ρs = 0,45 (AgAch − 1) fc′fyt {\ displaystyle {\ rho} _ {s} = 0,45 ({\ frac {A_ {g}} {A_ {ch}}} — 1) {\ frac {f ‘_ {c}} {f_ {yt}}}}

где A _ch — площадь оболочки, площадь поперечного сечения, измеренная до внешних краев поперечной арматуры. ^[3] P = f / A

Связанные столбцы [править]

Связанные столбцы имеют закрытые боковые связи, расположенные примерно равномерно по всей колонне.Расстояние между стяжками ограничено тем, что они должны располагаться достаточно близко, чтобы предотвратить разрушение ствола между ними, и достаточно далеко друг от друга, чтобы не мешать схватыванию бетона. Кодовая книга ACI устанавливает верхний предел интервала между связями.

Код ACI 7.10.5: Расстояние между стяжками не должно превышать 16 продольных диаметров стержня, 48 диаметров стержня или проволоки или наименьшего размера сжимающего элемента.

Если стяжки разнесены слишком далеко друг от друга, в колонне произойдет разрушение при сдвиге и возникнет воронка между стяжками. ^[4]

Тонкие колонны [править]

Колонны считаются тонкими, если их площадь поперечного сечения очень мала по сравнению с их длиной. В отличие от коротких колонн, тонкие колонны ограничены своей геометрией и будут изгибаться до того, как бетонная или стальная арматура уступит место.

Нелинейное моделирование колонн [править]

Существуют некоторые аналитические модели напряженно-деформированного состояния и индексы повреждений для замкнутых и неограниченных бетонов для моделирования железобетонных колонн, которые позволяют без каких-либо экспериментальных испытаний оценить взаимосвязь напряженно-деформированного состояния и повреждение замкнутого бетона. и безнапорные бетоны, расположенные внутри и снаружи хомутов.Чтобы увидеть такие модели и симуляции колонн, подвергающихся циклической и монотонной нагрузке, перейдите по следующим ссылкам :, ^{[5] [6] [7]}

Ссылки [править]

Внешние ссылки [редактировать] ]

«Арматурная сетка для бетона».

Бетонная колонна по лучшей цене — Выгодные предложения на бетонную колонну от глобальных продавцов бетонных колонн

Отличные новости !!! Вы попали в нужное место для бетонной колонны.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, так как эта верхняя бетонная колонна вскоре станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что у вас есть конкретная колонка на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в конкретной колонке и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококлассную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести столбец для бетона по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

.