Металлические колонны: сферы применения, основные элементы, классификация

Металлические колонны — это опорные элементы несущего каркаса, без которых не обходится ни одно строительство с использованием металлоконструкций. Частое применение колонн объясняется их высокими качественными характеристиками: в частности, устойчивостью к различным внешним воздействиям.

В этой статье вы подробнее узнаете о разнообразии, структуре и применении данных элементов в строительстве зданий из металлоконструкций.

Сферы применения металлических колонн

Металлические колонны представляют собой вертикальные структурные элементы, которые используются в качестве строительных опор. Они объединяются с балками, стойками, фермами и становятся частью несущего каркаса, выполняя сразу несколько функций:

• равномерно распределяют по фундаменту вертикальную нагрузку, которую оказывает сооружение;
• поддерживают целостность конструкции под воздействием осадков и ветра;
• становятся частью декоративного оформления объекта.  

Металлические колонны активно применяют при возведении:

• промышленных помещений;
• торговых и офисных центров;
• авто- и железнодорожных мостов;
• объектов бытового назначения;
• гаражей и ангаров.

Основные элементы металлических колонн

Металлические колонны имеют различные виды сечения, однако их конструкция включает несколько неизменных элементов. Качество каждого из них влияет на прочность и надежность опоры.

Оголовок. Верхушка колонны, которая передает внешнюю нагрузку на элемент и в дальнейшем на фундамент. С оголовком соединяются остальные элементы конструкции — фермы, балки и ригели. В заводских помещениях на него устанавливаются рельсы, по которым передвигаются мостовые краны. Крепление осуществляется сбоку или сверху при помощи шарниров или сварки.

При шарнирном соединении оголовок выступает в качестве ребра жесткости, а балка помещается поверх него. При сварке элементов ригель или ферма укладываются на монтажный столик — выступ с ровной поверхностью, который приваривается к боковой части оголовка.

Стержень. Участок колонны, на который постоянно воздействуют силы сжатия. При проектировании каркаса здания оптимальная толщина стенок стержня рассчитывается в зависимости от предполагаемой нагрузки. При необходимости он может быть усилен дополнительными укрепляющими элементами. Применение косынок и ребер жесткости повышает устойчивость и надежность стержня.

База. Нижняя часть колонны, которая опирается на фундамент. Конструкция базы определяется несколькими факторами: конфигурацией стержня, методом монтажа опоры, типом соединения колонны с фундаментом. Стандартный тип соединения — анкерные болты. База может быть раздельной или сплошной, с траверсами или без.

Консоли. Консоли играют важную роль в системе металлических опор, устанавливаемых на промышленных объектах. В цехах и на складах, где планируется установка мостовых кранов, рельсы для их перемещения монтируются именно с опорой на эти несущие элементы. Основное назначение консолей заключается в фиксации металлических балок к металлическим колоннам.

Классификация металлических колонн

Поскольку металлические колонны — это часть несущего каркаса сооружения, необходимо подбирать модель, которая отвечает требованиям проекта. В этом помогают подробные классификации, основанные на различных признаках опор:

1. По конструктивным особенностям выделяется три вида колонн:

• С постоянным сечением. По всей длине колонны сечение остается неизменным. Опоры такого вида используются для монтажа тяжеловесного оборудования. Их максимальная длина — 12 метров, а допустимая нагрузка — не более 20 тонн.
• Ступенчатые. Конструкция рассчитана на установку мостового крана, вес которого превышает 20 тонн. На несущую часть колонны опирается ферма кровли, а на подкрановую — грузоподъемная балка.
• Раздельные. Две стойки объединяются друг с другом анкерными болтами или шарнирами. Колонны такого вида достигают в длину 20 метров, а их минимальная допустимая нагрузка – 100 тонн и более. Они используются во время ремонта на промышленных объектах или для установки кранов.

2. По методу восприятия нагрузки выделяется два вида колонн:

• Центрально-сжатые. Нагрузка распределяется вдоль центральной оси стержня, за счет чего происходит равномерное сжатие по всей его длине. Если на стержень оказываются продольные нагрузки, они распределяются по вспомогательным элементам.
• Внецентренно-сжатые. Сжатие происходит не по центральной оси, а в небольшом отдалении от нее. В случаях, когда колонна принимает горизонтальные нагрузки, она имеет несимметричное сечение. Благодаря такой особенности нагрузки распределяются более равномерно.