.................

3.3 Колонны 3.59. Колоннами или стойками называются вертикальные протяженные элементы одноэтажного или многоэтажного каркаса здания или сооружения, как правило, подверженные сжатию. В зависимости от назначения и положения в одноэтажном здании колонны подразделяются на основные, расположенные в крайних и средних рядах, и фахверковые, расположенные в торцах и иногда в крайних рядах между основными (когда размер конструкции стенового ограждения меньше шага основных колонн). По способу возведения различают колонны сборные и монолитные. Форма поперечного сечения колонн может быть квадратная, прямоугольная, двутавровая, круглая (сплошная и полая). В промышленном строительстве массовое распространение получили и применяются колонны сплошного квадратного и прямоугольного поперечного сечения, а также двухветвевые (рис. 70), рекомендации по конструированию которых излагаются ниже. Квадратная форма поперечного сечения рекомендуется для колонн, в которых продольная сила, как правило, приложена центрально, а прямоугольная или двухветвевая - при наличии в сечении изгибающих моментов. При необходимости в колоннах устраиваются короткие консоли для опирания примыкающих конструкций ферм, подкрановых и других балок. При этом для опирания несущих конструкций покрытия размер оголовка колонны должен быть не менее 300 мм при одностороннем опирании и не менее 500 мм при двустороннем опирании. Последний размер может быть уменьшен до 400 мм, если опираются конструкции покрытия пролетом до 12 м. Размер оголовка должен быть не менее размера сечения верхней части колонны. Форма колонны может быть призматическая и ступенчатая. Последняя применяется для зданий, оборудованных мостовыми кранами. Ступенчатые колонны состоят из подкрановой и надкрановой части. В надкрановой части колонны могут при необходимости устраиваться проемы для прохода, которые должны быть размером не менее 400х1800 мм. 3.60. Размеры сечений колонн должны приниматься такими, чтобы их гибкость lo /r в любом направлении, как правило, не превышала 200 (для прямоугольных сечений lo /r <57), а для колонн, являющихся элементами зданий-120 (lo /r <35). Рис. 70. Типы сборных колонн а - призматические колонны сплошного сечения для одноэтажных бескрановых зданий; б -ступенчатые колонны сплошного сечения для одноэтажных зданий, оборудованных мостовыми кранами; в - то же, двухветвевые колонны; г - колонны сплошного сечения для многоэтажных зданий: 1 - консоль для опирания стропильных конструкций; 2 -консоль для опирания подкрановых балок; 3 - проем для устройства прохода; 4 -консоль для опирания ригелей междуэтажных перекрытий 3.61. Размеры поперечных сечений сборных и монолитных колонн назначаются в соответствии с пп. 3.1 и 3.2. настоящего Руководства. Их рекомендуется назначать унифицированными в соответствии с табл. 22. Размеры колонн по высоте от уровня чистого пола принимаются кратными 600 мм, а ниже уровня чистого пола - по условиям сопряжения с фундаментом. Табл.22 Ширина сечения колонны или ветви b, мм высота сечения колонны или ветви h, мм 300 400 500 600 700 800 900 1000 1200 Далее кратно 300 200 xx xx xx 250 xx xx 300 X xx 400 X O X X X X 500 X O X X X X 600 X X X X X Далее кратно 200 X Условные обозначения: X - рекомендуемые размеры для сплошных сечений колонн. XX - рекомендуемые размеры сечений для двухветвевых колонн; О - не рекомендуемые, но допускаемые сечения при условии использования типовой опалубка. Примечания: 1. Для двухветвевых колонн размеры относятся к сечению одной ветви. 2. При высоте прямоугольного сечения колонны 1000 мм и более рекомендуется переходить на двухветвевые колонны. Подкрановые части основных колонн одноэтажных зданий при высоте колонны более 12-14 м рекомендуется конструировать двухветвевыми. 3.62. Бетон для колонн применяется проектной марки не ниже М200. Толщина защитного слоя бетона для рабочей арматуры колонн, находящихся в обычных условиях эксплуатации (при отсутствии агрессивных воздействий), должна удовлетворять требованиям пп. 3.3; 3.4; 3.5; 3.6 настоящего Руководства и приниматься по табл. 23. Табл.23 Характеристика колонн Толщина защитного слоя бетона aб в колоннах Для продльной арматуры Для поперечной арматуры диаметром d2 Стержневой димаетром d1 Из полосовой, уголковой и фасонной стали Сборные из тяжёлого бетона марки М200 и монолит 20мм aб > d1 aб >50мм 15мм aб > d2 Сборные из тяжёлого бетона марки М250 и более 20мм aб > (d1-5мм) aб >50мм 15мм aб > d2 3.63. Концы продольных рабочих стержней, не привариваемые к анкерующим деталям, должны отстоять от торца элемента на расстоянии не менее: 10 мм - для сборных колонн длиной до 18 м включительно; 15 мм - для сборных колонн длиной более 18 м, а также опор и мачт любой длины; 15 мм - для монолитных колонн длиной до 6 м включительно при диаметре стержней арматуры до 40 мм включительно; 20 мм - для монолитных колонн длиной более 6 м при диаметре стержней арматуры до 40 мм включительно. Торцы поперечных стержней сварных каркасов колонн должны иметь защитный слой не менее 5 мм. 3.64. Площадь сечения рабочей арматуры колонны определяется расчетом и должна удовлетворять требованиям п. 3.8 настоящего Руководства. Площадь сечения продольной рабочей арматуры не рекомендуется назначать более 5% площади поперечного сечения колонны. Сечение колонны, испытывающее действие изгибающих моментов, различных по знаку, но близких по величине, рекомендуется армировать симметричной продольной арматурой. 3.65. Диаметр продольных рабочих стержней сборных колонн рекомендуется назначать не менее 16 мм. Для монолитных колонн, а также для конструктивной арматуры допускается применять диаметр стержней 12 мм. 3.66. Все стержни продольной рабочей арматуры рекомендуется назначать одинакового диаметра. В случае если продольная арматура конструируется из стержней разного диаметра, допускается применение не более двух разных диаметров, не считая конструктивных стержней. При этом стержни большего диаметра следует располагать в углах поперечного сечения колонны. Стержни продольной арматуры с каждой стороны поперечного сечения колонны рекомендуется располагать в один ряд. Допускается предусматривать второй ряд из двух стержней, располагая их вблизи углов поперечного сечения колонны. Продольную рабочую арматуру внецентренно-сжатых колонн рекомендуется располагать по граням, перпендикулярным плоскости изгиба колонны. Продольную рабочую арматуру при косом внецентренном сжатии колонн рекомендуется концентрировать в углах сечения. 3.67. Длины продольных стержней арматуры колонны должны, как правило, назначаться таким образом, чтобы была исключена потребность в стыках. В случае необходимости устройства стыков внахлестку (без сварки) располагать их следует преимущественно в местах изменения сечения колонны. В ступенчатых колоннах продольная арматура верхнего участка должна быть заведена в бетон нижнего участка не менее чем на длину анкеровки. В двухветвевых колоннах обрываемые стержни должны быть заведены за грань распорки, отделяющей панель, в которой они требуются по расчету, на длину, определяемую расчетом, но не менее необходимой длины анкеровки. Рис. 71 Схема устройства стыков продольных стержней монолитных колонн многоэтажных зданий а - при одинаковом сечении колонн верхнего и нижнего этажей; б - при незначительном различии в сечениях колонн верхнего и нижнего этажей; в - при резком различии в сечениях колонн верхнего и нижнего этажей В многоэтажных монолитных колоннах стыки следует устраивать на уровне верха перекрытий с помощью выпусков по аналогии с выпусками из фундаментов (см. пп. 3.45; 3.46 настоящего Руководства). При высоте этажа менее 3,6 м или при продольной арматуре d>28 мм стыки рекомендуется устраивать через этаж. Выпуски стержней из колонны с большим поперечным сечением нижнего этажа в колонну с меньшим поперечным сечением верхнего этажа рекомендуется осуществлять в соответствии с рис. 71. При этом перевод стержней из одного этажа колонны в другой осуществляется путем их отгиба с уклоном не более 1 ;6 (рис. 71, а, б). Часть стержней колонны нижнего этажа может быть доведена до верха перекрытия (рис. 71,6) и не заводиться в колонну верхнего этажа, если она там не нужна по расчету. В случае резкой разницы в сечениях колонн верхнего и нижнего этажей выпуски следует устраивать установкой специальных стержней в количестве, необходимом для колонны верхнего этажа (рис. 71, в). Глубина заделки (длила анкеровки) рабочей продольной арматуры в колонне нижнего этажа должна быть не менее требуемой п. 2.40, а величина нахлестки стержней в стыке - п. 2.46 настоящего Руководства. 3.68. Расстояние между осями стержней продольной арматуры колонн должно приниматься не более 400 мм. При расстоянии между рабочими стержнями более 400 мм между ними необходимо устанавливать конструктивные стержни диаметром не менее 12 мм, с тем чтобы расстояния между продольными стержнями были не более 400 мм. Расстояние в свету между продольными стержнями следует назначать не менее 30 мм в сборных колоннах, не менее 50 мм в монолитных колоннах и в обоих случаях не менее диаметра стержня. 3.69. Конструкция поперечной арматуры должна обеспечивать закрепление сжатых стержней от их бокового выпучивания в любом направлении. Поперечная арматура должна устанавливаться у всех поверхностей колонны, вблизи которых ставится продольная арматура. Для образования пространственного каркаса плоские сварные сетки, расположенные у противоположных граней колонны, должны быть соединены друг с другом поперечными стержнями, привариваемыми контактной точечной сваркой к угловым продольным стержням сеток, или шпильками, связывающими эти стержня. Рис. 72. Примеры армировании сечений колонн с рекомендуемым числом стержней с парными сетками 1-сварная сетка; 2 - сварная сетка или соединительный стержень; 3 - соединительный стержень (шпилька); 4 - хомут; 5 - отдельные стержни продольной арматуры; 6 - поперечная арматура в виде сварной сетки Если сетки противоположных граней колонны имеют промежуточные продольные стержни, то последние по крайней мере через одни и не реже чем через 400 мм по ширине грани должны связываться между собой при помощи шпилек. Шпильки допускается не ставить при ширине данной грани колонны 500 мм и менее, если число продольных стержней у этой грани не превышает четырех. Рис. 73. Примеры армирования сечений колонн с рекомендуемым числом стержней вязаными каркасами При больших размерах поперечного сечения колонны кроме сеток, располагаемых у граней, рекомендуется устанавливать промежуточные сварные сетки. Примеры армирования сечений колонн сварными сетками показаны на рис. 72. Конструкция вязаных хомутов колонн должна быть такова, чтобы продольные стержни (по крайней мере через один) располагались в местах перегиба хомутов, а эти перегибы - на расстоянии не более 400 мм по ширине сечения колонны. При ширине грани не более 400 мм и числе продольных стержней у этой грани не более четырех допускается охват всех продольных стержней одним хомутом. Примеры армирования сечений колонн вязаной арматурой приведены на рис. 73. 3.70. Диаметры стержней поперечной арматуры в зависимости от конструкции арматурного каркаса и диаметров продольных стержней следует принимать не менее указанных в табл. 24. Диаметр поперечной арматуры назначается по наибольшему диаметру продольной арматуры в сечении колонны. Примечания: 1. Шпильки для соединении сварных сеток в каркас устанавливаются с шагом, принятым для поперечных стержней сеток. 2. При вычислении процента армирования m учитывается общее насыщение сечения колонны продольной арматурой. 3, Если сечение армировано продольными стержнями разного диаметра, то расстояние между поперечной арматурой назначается по меньшему из них. 4. При назначении расстояний между стержнями поперечной арматуры разрешается не принимать во внимание продольные стержни, не учитываемые расчетом, если диаметр этих стержней не превышает 12 мм и не более половины защитного слоя бетона. Табл.24 Конструкция каркаса Наименьший допускаемый диаметр, мм, стержней поперечной арматуры при диаметре продольных стержней, мм 12 16 18 20 22 25 28 32 36 40 сварной вязанный 3 5 4 5 5 5 5 5 6 6 8 8 8 8 8 8 10 10 10 10 Табл.25 Условия работы поперечной арматуры Рекомендуемые растояния, мм, между стержнями поперечной арматуры колонн при диаметре продольных сжатых стержней, мм 12 16 18 20 22 25 28 32 36 40 Сварной каркас: Ra.c <4000 кгс/см2 Ra.c >4500 кгс/см2 250 150 300 250 350 250 400 300 450 350 500 350 500 400 500 400 500 400 500 400 Вязанный каркас: Ra.c <4000 кгс/см2 Ra.c >4500 кгс/см2 150 150 250 200 250 200 300 250 350 250 350 300 400 350 450 400 500 400 500 400 Сварной и Вязанный каркас при m>3%: Сварной и Вязанный каркас на участке стыка продольной арматуры в нахлёстку без сварки 100 100 150 150 150 150 200 200 200 200 250 250 250 250 300 300 300 350 300 - 3.71. Расстояния между поперечной арматурой у каждой грани колонны должны назначаться: при Ra.c. <4000 кгс/см2 - не более 500 мм и не более 20d при сварных каркасах или 15d при вязаных; при Ra.c. <4500 кгс/см2 и Ra.c. <5000 кгс/см2 - не более 400 мм и не более 15d при сварных каркасах или 12d при вязаных, где d - наименьший диаметр сжатых продольных стержней. Рис. 74. Схема армирования колонны поперечной арматурой в виде спирали В колоннах с насыщением продольной арматурой более 3% поперечная арматура должна устанавливаться с шагом не более 10d и не более 300 мм. Хомуты в этом случае должны привариваться к продольным стержням. В стыках продольной рабочей арматуры внахлестку без сварки независимо от того, армируется ли колонна сварными или вязаными каркасами, рекомендуется применять хомуты. Расстояния между хомутами в зоне стыка должны быть не более 10d. Здесь d - диаметр сжатых продольных стержней рабочей арматуры (меньший). Рекомендуемые расстояния между стержнями поперечной арматуры колонн приведены в табл. 25. 3.72. При конструировании колонн с поперечной арматурой в виде спирали, учитываемой в расчете как косвенное армирование (расчет по ядру сечения), должны соблюдаться следующие условия (рис. 74): а) спирали в плане должны быть круглыми; б) расстояния между витками спирали в осях должны быть не менее 40 мм, не более 1/5 диаметра сечения ядра колонны, охваченного спиралью, и не более 100 мм; в) спирали должны охватывать всю рабочую продольную арматуру; г) диаметр навивки спирали Dн должен быть не менее 200 мм. Дополнительные указания по конструированию двухветвевых колонн Консоли колонн Особенности конструирования колонн сборных железобетонных каркасов

...............