Elezobetonové sloupy (prefabrikované, RC, RC): co to je, instalace, výroba, vlastnosti | ZhBK č. 9

Podpěra sloupů na základech může být buď tuhá, nebo kloubová, v závislosti na konstrukčních požadavcích a charakteristikách konstrukce. Tuhá podpora zajišťuje, že osy sloupů a základů jsou k sobě přiblíženy, což umožňuje přenos příčných a ohybových momentů a vytváří tak stabilnější systém. To je vhodné pro budovy vystavené značnému zatížení nebo větru.

Kloubová podpora naopak umožňuje sloupu volné otáčení kolem bodu podpory, což je relevantní v podmínkách, kdy je důležité omezit přenos ohybových momentů na základ. Tento přístup se používá u lehkých konstrukcí nebo tam, kde pohyb základu může vést k významným deformacím, a zároveň poskytuje větší flexibilitu systému.

Typy, návrhy sloupových patek a jejich výpočet

Základna sloupu je navržena tak, aby rovnoměrně rozložila koncentrovaný tlak z tyče po základové ploše a zajistila upevnění spodního konce sloupu v souladu se stanoveným konstrukčním schématem.

Existují dva hlavní typy základů – kloubové a tuhé. Kloubové základy mají nejjednodušší konstrukci. Pro sloupy, které jsou vystaveny značnému odstředivému tlaku, lze použít základ sestávající z tlusté ocelové nosné desky, na které spočívá obrobený konec tyče (viz obrázek níže).

Frézování konce lehkého sloupu se nezdá být praktické, protože všechny síly mohou být přeneseny na základovou desku přes svary, které spojují sloup s deskou. Spojovací příčka (na obrázku níže) zajišťuje rovnoměrnější rozložení silového toku ze sloupu na desku. Hlavním rysem všech kloubových základů je, že kotevní šrouby (obvykle dva) upevňují základovou desku k základu bezprostředně za základovou deskou.

Tuhé základny centrálně stlačených sloupů (obrázek níže) mají alespoň čtyři kotevní šrouby, které jsou připevněny k příčníkům. Díky tomu je po utažení šroubů vyloučeno otáčení sloupu na podpěře.

Ve sloupech s excentrickým stlačením se instalují tuhé základy, které jsou schopny přenášet ohybové momenty. Za tímto účelem musí být příčky tvarovány ve směru, ve kterém moment působí. Pro relativně malé podpěrné momenty se příčky vyrábějí z plechů o tloušťce 10-12 mm (jak je znázorněno na obrázku níže) nebo z nosníků.

Typy sloupových patek

1 – upevňovací šrouby; 2 – nosné desky; 3 – nosníky

Tloušťka základní nosné desky se určuje výpočtem, z konstrukčních důvodů by však neměla být menší než 20 mm.

Základy sloupů se často umisťují v hloubce 500–1000 mm pod úrovní podlahy konstrukce a vyplňují se betonem, aby se zabránilo korozi.

Základní diagram

1 — základové desky; 2 — příčníky; 3 — tuhá žebra; 4 — kotvy; 5 — příčka

Kotevní šrouby zajišťují správné umístění sloupu vzhledem k základně. U sloupů vystavených centrálnímu stlačení nejsou zatíženy, proto se jejich průměr konstrukčně volí v rozmezí od 20 do 36 mm.

V případě kloubové podpory se kotevní šrouby připevňují přímo k nosné desce (viz obrázek výše), jejíž pružnost zajišťuje pružnost spoje při vzniku náhodných momentů. V případě tuhého spojení se šrouby (nejméně čtyři) připevňují k tyči sloupu pomocí speciálních stolů nebo k příčníkům (v budovách s lehkými mostovými jeřáby) a utahují se napětím blízkým návrhové únosnosti. Tím se vyloučí možnost otáčení tyče sloupu na podpěře. V tomto případě se základna považuje za pevně upnutou v základech budovy jak v rovině, tak i od roviny rámu.

Výpočet uzlu spojení sloupů se základem

Abrashitov, V. S. Výpočet spojení sloupů se základem / V. S. Abrashitov, A. N. Žukov, E. Ch. Almametov. – Text: direct // Mladý vědec. – 2015. – č. 11 (91). – S. 213-217. – URL: https://moluch.ru/archive/91/19612/ (datum přístupu: 27.12.2024. XNUMX. XNUMX).

Jedním z hlavních úkolů při navrhování ocelových rámových konstrukcí pro vícerozpětí budov je upevnění sloupu v základech, zajištění vnímání příčných a podélných sil, jakož i ohybového momentu vypočítané hodnoty při hlavní a speciální kombinaci zatížení.

V souladu s konstrukčním schématem kovového rámu vícerozměrové budovy je v místech spojení sloupu se základem buď kloubové, nebo tuhé spojení (obr. 1).

Obrázek 1. Uzel spojení sloupu a základu

Při analýze projektové dokumentace pro několik budov v Penze a Penzenské oblasti bylo zjištěno, že spojení kovového sloupu z válcovaného I-nosníku s železobetonovým sloupovým základem se provádí přes kovový základ vyrobený ze základové desky a čtyř kotevních šroubů (obr. 2).

Analyzované projekty navíc obsahovaly budovy s několika rozpětími a výškou nejméně tří podlaží. Spojení nosných nosníků se sloupem bylo provedeno pomocí kloubového schématu. Při určování sil v prvcích příčného rámu bylo samozřejmě nutné zavést tuhé spojení základu se sloupem formou tuhého upevnění, protože jinak se systém stává staticky proměnným (s kloubovým spojením sloupů se základem). V pracovní dokumentaci je znázorněn spojovací uzel sloupu se základem pomocí rovné desky a čtyř kotevních šroubů.

Obr. 2. Spojení sloupů se železobetonovým základem

Současně mají paty sloupů buď kloubové, nebo tuhé upevnění spodního konce v základech. Navíc, pokud jsou sloupy centrálně stlačené, pak jejich upevnění k základům může být provedeno přímo nosnou deskou pomocí šroubů, nejčastěji dvou a někdy čtyř, které lze konvenčně nazvat montážními šrouby. V tomto případě se takové upevnění nazývá kloubové, protože ohybový moment (M=0) na základovou desku nepůsobí. Kotevní šrouby musí vnímat ohybové momenty a pracovat zpravidla v tahu, což vede k tomu, že pata je navržena s přítomností rozdělovacích příčníků podle diagramu na obr. 3, tj. tuhé.

Obr. 3. Základna s tuhou podporou excentricky stlačeného sloupu

Napětí pod patní deskou sloupu se určí v závislosti na velikosti hodnot N a M pomocí vzorce:

kde B je šířka základní desky a L je délka základny.

Hodnoty těchto napětí mohou být různé ve formě diagramů (obr. 4):

Obr. 4 Grafy rozložení zatížení

Analýzou obou variant zatěžovacích diagramů můžeme říci, že v první variantě šrouby nepracují v tahu a lze je podmíněně nazvat montážními šrouby, protože pracují v tlaku.

Podle druhé možnosti kontaktní zóna desky se základem nemůže odolat tahovým napětím a tahovým silám vnímaným kotevními šrouby. Síla vnímaná kotevními šrouby se určí z podmínky statické rovnováhy systému pomocí vzorce:

kde M a N jsou návrhové síly pro základovou desku; je síla přenášená kotevními šrouby; a je vzdálenost od těžiště základové desky k těžišti diagramu tlakového napětí pod základovou deskou; y je vzdálenost od kotevních šroubů k těžišti diagramu tlakového napětí.

Pokud se hodnota podélné síly sníží a hodnota ohybového momentu zvýší, síla se zvýší. Podle obrázku 1 je spojení sloupu se základovou deskou v technické literatuře [1], [2], [3] tradičně považováno za kloubové. V normové řadě 1.423.3–8 vydání 2 však existuje technické řešení, které umožňuje návrh základové desky sloupu bez příčníků pro bezrámové budovy, budovy s nadzemní dopravou a mostové jeřáby pro všeobecné použití s nosností do 5 tf. Tato základová deska musí být navržena pro ohyb podle diagramu znázorněného na obr. 5.

Obr. 5 Schéma zatěžovací plochy při výpočtu základové desky pro ohyb od základové podpory na desce

Výpočet desky se provádí podle následující metody popsané v [5]:

Tloušťka nosné desky by měla být určena výpočtem ohybu desky pomocí vzorce

kde Mmax je maximální hodnota ohybových momentů M, které působí na různé části nosné desky a vypočítávají se pomocí následujících vzorců:

1) pro konzolovou část desky

2) pro část desky podepřené na čtyřech stranách ve směru krátké a dlouhé strany

3) pro plochu desky podepřené ze tří stran

pro průřez desky podepřený dvěma stranami sbíhajícími se pod úhlem, podle vzorce (4), přičemž d1 je úhlopříčka obdélníku a rozměr a1 v tabulce E.2 [5] je vzdálenost od vrcholu úhlu k úhlopříčce. Zde c je přesah konzolového průřezu desky;

α1, α2, α3 jsou koeficienty, které závisí na podmínkách podepření a poměru rozměrů stran průřezu desky a jsou stanoveny dle tabulky E.2 [5]; q je reaktivní odpor základu pod uvažovaným průřezem desky na jednotku plochy desky.

V tomto případě musí plocha ocelové nosné desky splňovat požadavky pro výpočet pevnosti základu. Přenos vypočítané síly na nosnou desku může být proveden přes frézovaný konec nebo přes svařované švy konstrukce spočívající na desce [5].

V tomto ohledu je nutné vypočítat svarový šev, který spojuje základovou desku s masivním sloupem, pomocí následujícího vzorce:

kde je moment odporu vypočítaného průřezu svařovaného spoje podél kovového švu.

Tento vzorec se použije, pokud je hodnota ; to znamená, že výpočet je založen na svarovém kovu, a nikoli na kovu na rozhraní tavení (viz [5]).

Pouze pokud tloušťka desky a svařované spoje sloupu s deskou splňují výše uvedené výpočty, lze spojení sloupů se základem podle obrázku 1 považovat za podmíněně tuhé a podpěrnou jednotku lze ve výpočtech považovat za tuhou. Při kontrole únosnosti již vyrobených rámů se zařízením pro spojení sloupů se základem podle typu obrázku 1 bez příčníků nelze spojení považovat za tuhá.

1. Ocelové konstrukce. Editoval N. S. Streletsky, Moskva, 1961.

2. Mukhanov K. K. Kovové konstrukce. M. Stroizdat, 1967.

3. Vasiliev A. A. Kovové konstrukce. M. Stroizdat, 1975.

4. Kovové konstrukce. Příručka projektanta, sv. 2. Editoval V. V. Kuzněcov, Moskva, 2011.

5. SP. 16. 13330. 2011. Ocelové konstrukce. Aktualizovaná verze.

SNiP II-23–81*. Moskva, 2011.

Klíčové pojmy (automaticky generované): patní deska, šroub, ohybový moment, uzel spojení sloupu, základ, paty sloupů, podpěrná deska, podélná síla, spojení sloupu, diagram těžiště.

Železobetonové sloupy slouží k podpoře zatížení a stability nových konstrukcí. Rozkládají zatížení a poskytují strukturální pevnost a také tuhost. Sloupy jsou vyrobeny z vyztužené směsi a skládají se z průřezu, svislých prvků s hlavou, tyče a základny.

U budov v průmyslovém měřítku jsou dvouramenné sloupy vynikající pro jednopatrové budovy, protože beton vykazuje vysokou pevnost. Aby železobetonové výrobky vydržely různé zatížení, jsou dodatečně vyztuženy. Výztuž je navíc potažena ochrannou vrstvou, která prodlužuje její životnost a zabraňuje korozi.

Vlastnosti

Při výběru vhodného železobetonového sloupu byste měli vždy vzít v úvahu standard jeho výroby a regulační dokumenty potvrzující jeho trvanlivost a spolehlivost. Pro výběr nejvhodnějších sloupů je důležité analyzovat účel budovy, počet podlaží, klimatické podmínky a také očekávané zatížení. Jen tak si můžete být jisti, že strop bude pevný a odolný.

Materiál

Pro výrobu železobetonových sloupů se používá beton s přesně definovanými pevnostními parametry, obvykle M300, 400 nebo 600. Pro každý typ betonu se navíc volí zvlášť výztuž, kterou může být předpjatá nebo nepředpjatá ocel. Beton se nalije na rám, který se skládá z pevného drátu. Tento přístup poskytuje dodatečnou stabilitu a reguluje rozměry sloupu.

Typy železobetonových sloupů

Prefabrikované a monolitické železobetonové sloupy lze vybírat podle typové kvalifikace v závislosti na výrobní sérii a charakteristických vlastnostech, které umožňují jejich rozlišení i neodborníkům.

Внешний вид

Železobetonové sloupy mohou být buď prefabrikované nebo monolitické, stejně jako konzolové a nekonzolové. Prefabrikované a konzolové železobetonové sloupy se používají pro výstavbu budov, ve kterých se používají mostové jeřáby. Současně jsou navrženy nekonzolové konstrukce pro budovy dosahující výšky 10 metrů a také dvouvětvové modely s velkými opěrnými plochami.

Výrobní technologie

Pro zajištění pevnosti budovy se instalace sloupů provádí ve dvou typech: monolitické a prefabrikované. První varianta zahrnuje výrobu železobetonového sloupu na stavbě, pro který se používá plastové nebo dřevěné bednění. Druhý typ konstrukce je vyráběn v továrně a následně dodáván na staveniště, kde je instalován pomocí specializovaného zařízení.

Průřez

Pro výběr průřezu sloupů se používají kulaté, čtvercové a obdélníkové. Výběr je určen účelem konstrukce a množstvím zatížení, které na ni bude umístěno. Pro účely dekorace stačí použít kulaté sloupy pro konstrukce z železobetonových profilů, budete se muset řídit příslušnými základy.

umístění

Železobetonové a kovové sloupy neslouží vždy jen k tomu, aby plnily zamýšlený účel. V některých případech mohou být instalovány k posílení základu nebo k dosažení dekorativního efektu. Aby však bylo možné vypočítat zatížení na uzel, musí být sloupy klasifikovány podle umístění v základu. Takové sloupy mohou být dekorativní, fasádní nebo umístěné ve vnější nebo střední řadě. S ohledem na to je třeba si uvědomit, že dekorativní sloupy by neměly vydržet zatížení a je lepší je nahradit fasádními modely, které jsou atraktivní a mají malé zatížení.

Výpočet sloupců

Pro návrh pomocí železobetonových sloupů je nejprve vypracován projekt budoucí budovy a provedeny výpočty pro výpočet zatížení. U monolitických modelů se pro menší konstrukce používá beton B15-25 a B30. Pro stanovení průřezu betonového výrobku je nutné provést výpočty na základě parametrů tlakové síly a pevnosti betonu udávaných výrobcem. Pro správné použití betonu je nutné konzultovat SNiP. Poté pokračujte dalšími výpočty, které berou v úvahu všechny detaily, abyste dosáhli úplné stability konstrukce.

Montáž sloupů

Pro instalaci železobetonových sloupů pro jednopatrové průmyslové budovy se obvykle používá kompletní instalace a pro velké konstrukce – instalace po částech. Pravidla instalace závisí na účelu konstrukce a místě instalace: železobetonové sloupy mohou být instalovány v základu nebo na loketní opěrce.

Jak vybrat železobetonové konstrukce

Aby nedošlo k zamrznutí stavby, je lepší zakoupit železobetonové sloupy od spolehlivého výrobce, který má na trhu dobrou pověst a nabízí kvalitní výrobky za dostupnou cenu. Pro správný výběr sloupů je specialistovi poskytnut půdorys konstrukce, technické schéma, objem příčného řezu a umístění objektu. Tímto způsobem můžete vybrat vhodný typ sloupců pro konkrétní web.

Vlastnosti konstrukcí

Železobetonové sloupy jsou vyrobeny ze železobetonové směsi ve formě svislých prvků malého průřezu. Obvykle se používají ke konstrukci rámové nebo vyztužené konstrukce. Skládají se ze tří hlavních částí: hlavy, tyče a základny. Hlava nese váhu konstrukce nad sebou, tyč přenáší zatížení z hlavy na část pod sebou a základna rovnoměrně rozkládá tlak a zatížení po základu. Tyč může být dvou typů: když se hlavní osa úseku neprotíná a když obě osy úsek protínají. Sloupy jsou z taženého železobetonu. K jejich použití se používají dva druhy stlačení – centrální, určené k přenosu pouze axiálního zatížení, a excentrické, které pohlcuje i ohybový moment. Pro spolehlivý provoz takových konstrukcí musí být používány v souladu s technickými specifikacemi. Centrálně stlačené konstrukce se tedy používají k podepření objektů namáhaných pouze svislým zatížením, zatímco excentricky stlačené konstrukce by měly být použity k podepření objektů namáhaných osovým zatížením.

Vlastnosti a vlastnosti

Při výběru železobetonových sloupů pro stavbu je nutné vzít v úvahu řadu parametrů, včetně počtu pater v budoucí budově, účelu a vlastností budovy, povětrnostních podmínek a klimatických podmínek regionu, výpočtů zatížení, výpočtu zatížení. stejně jako úroveň odolnosti při vystavení vnějším faktorům. Hlavními ukazateli železobetonových sloupů jsou jejich nosnost, odolnost proti vlhkosti, odolnost proti mínusovým teplotám, stabilita proti seismickým účinkům, životnost a tuhost a pevnost. Pro jednopodlažní průmyslové objekty a spodní patra vícepodlažních budov se používají sloupy s nejvyšší nosností. U výškových budov se používají sloupy s konzolovými konvexnostmi, které musí být umístěny ve výšce 3 metrů, aby bylo možné instalovat podlahy pro konstrukci každého nového podlaží.

Regulační dokumentace

Pro výrobu železobetonových sloupů je třeba vzít v úvahu všechny požadavky a parametry uvedené v GOST a dalších příslušných dokumentech. Před uvedením na trh nebo na stavbu procházejí všechny sloupy přísnými kontrolami, výzkumem a testováním. Výrobci jsou povinni kontrolovat a studovat parametry sloupů v souladu s GOST: GOST 25628, GOST 18979, Série 04-1, Série 1.823.1-2 a Série 1.423.1-3/88.

Z čeho jsou vyrobeny

Železobetonový sloup je vyroben z kovových prutů spojených do sítě a vyplněných betonovou směsí. Průměr tyčí a koeficient vyztužení jsou určeny GOST. Tyče přenášejí většinu zatížení a činí podlahy naskládaných/monolitických konstrukcí stabilnější. Výztuž je instalována ve speciálních formách a vyplněna betonem M300-M600. Výztuž se provádí tyčemi se zvýšenou pevností a může být nevyztužená, vyztužená spirálovými výztužnými pilotami, vyztužena výztuhou se svorkami, nebo šněrovaná.

Typy produktů

Typy železobetonových sloupů podle průřezu: kulaté, obdélníkové, čtvercové. Na základě technologie tvorby jsou prezentovány monolitické podpěry vyráběné v závodě a prefabrikované, vyráběné v závodě. Mohou být umístěny na fasádě budovy, umístěné ve vnější nebo střední řadě, a používají se také k dekoraci. Mohou být natupo nebo bezešvé, váží až 3500 kilogramů a mají délku až 8.4 metru. Existují také různé typy sloupů pro různé konstrukce, včetně hrázděných a dlážděných.

KDP je relevantní pro nosné konstrukce, které jsou vybaveny elektrickými mostovými jeřáby. Navíc KR volí raději pro konstrukce s prověšeným spodním pásem, které jsou vybaveny ručními mostovými podpěrnými jeřáby.

Vlastnosti výpočtu

Než přistoupíte k instalaci železobetonových sloupů, je nutné pečlivě provést všechny výpočty a určit optimální charakteristiky zatížení s přihlédnutím k nuancím. Pro výrobu se používají sloupy o síle B15-B25 pro nízkopodlažní budovy a B30 pro ně. Toho je dosaženo díky ploše průřezu sloupu, vypočtené pomocí vzorce F/Rb=A, kde F označuje tlakovou sílu, Rb je tlaková pevnost betonu. Zohledňují se také provozní podmínky, vlastnosti instalace a další parametry, které ovlivnily průřez sloupu. U nízkopodlažních prostor se sloupy instalují celé nebo do sloupového prahu nebo základového skla. Pro stabilnější instalaci se používají speciální příchytky a značení os nosníků na straně traverz.

— Zavěšení pomocí upevňovacích prvků rámu

— Upevnění železobetonovými nebo kovovými klíny

— Vyplnění dutin betonem a přivaření spojovacích prvků.

Během procesu instalace podpěr a všech spojovacích prvků je nutné pečlivě zkontrolovat jejich svislost a také soulad se značením. Po vyplnění dutiny betonovou maltou a svaření spojovacích prvků je nutné vše dodatečně zpevnit železobetonovými nebo kovovými klíny.

Pro dokončení konstrukce spodních sloupů pomocí provizorních upevnění je nutné provést montáž a nechat se zkontrolovat skupinovým vodičem. Tento proces zabrání neočekávaným chybám a zabrání poškození materiálu. Stavebním konstrukcím přinese spolehlivost a odolnost. Montáž a testování spodních sloupů pomocí dočasných upevnění je tedy důležitou fází výstavby.