Металлические колонны: что это такое и зачем они нужны?

Металлические колонны – это строительные опоры, которые служат для поддержки перекрытий, крыш, балок и других элементов зданий и сооружений из металлоконструкций. Они обеспечивают устойчивость, надежность и долговечность построек, а также передают нагрузки от верхних частей здания к фундаменту.

Что это такое?

Металлические колонны состоят из трех основных частей: базы, стержня и оголовка. База – это нижняя часть, которая крепится к фундаменту и распределяет нагрузку по его поверхности. Стержень – это средняя часть колонны. У этой части может быть разное сечение и высота. Оголовок – верхняя часть, которая необходима для соединения с балками, фермами или другими элементами кровли.

Металлические колонны могут быть сварными или сборными, сплошными или сквозными, постоянного или переменного сечения. Выбор типа и размера зависит от назначения, конструкции и расчетных нагрузок.

Типы металлических колонн и их применение

Существует несколько типов металлических колонн, которые классифицируются по разным признакам. Рассмотрим самые распространенные из них.

По особенностям конструкции:

1. Постоянного сечения – это самый простой и дешевый вариант, который используется для строительства ангаров, складов, многоэтажных зданий и т.д. У таких колонн одинаковое сечение по всей высоте.
2. Ступенчатые – это более жесткие и устойчивые колонны. Имеет разное сечение в верхней, центральной и нижней частях.

По методу восприятия нагрузки:

1. Центрально-сжатые – это колонны, на которые действует нагрузка только по центральной оси стержня. Они просты в расчете и монтаже, но имеют ограничения по длине.
2. Внецентрально-сжатые – это колонны, на которые действует нагрузка с небольшим смещением от центральной оси стержня. Такие колонны более устойчивы и выдерживают большие нагрузки, но требуют более сложного расчета и монтажа.

По типу стержневого элемента:

1. Сплошные – это колонны, которые состоят только из стержня. Они могут быть изготовлены из сварных или прокатных двутавров, труб и т. д. Сплошные колонны устойчивы к вертикальным и горизонтальным нагрузкам, но имеют большую массу и занимают много места.
2. Сквозные – состоят из двух стержней, связанных между собой решетками. Такие колонны легче и экономичнее сплошных, но требуют дополнительного укрепления в двух плоскостях.

Преимущества металлических колонн

Металлические колонны имеют ряд преимуществ перед другими видами опор. Среди них можно выделить следующие:

1. Высокая прочность и долговечность. Металл устойчив к воздействию влаги, температурным перепадам, гниению, горению и другим факторам. Металлические колонны не трескаются, не деформируются и не разрушаются под нагрузками.
2. Быстрый и легкий монтаж. Такие опоры изготавливаются на заводе по заранее подготовленным чертежам и доставляются на объект в готовом виде. Для их установки не требуется сложного оборудования и большого количества рабочих. Металлические колонны легко соединяются между собой и с другими элементами каркаса.
3. Экономия пространства и материалов. Металлические колонны имеют меньший размер и массу, чем другие виды опор, что позволяет экономить пространство на строительной площадке и снизить расходы на транспортировку.

Проектирование и расчет

Проектирование и расчет металлических колонн – это важный этап строительства, который определяет тип, размер, количество и расположение опор, а также их соответствие нормам и требованиям. Для проектирования необходимо учитывать такие факторы:

1. Назначение, конструкция и нагрузки на здание или сооружение. От этого зависит выбор типа и сечения колонн, а также их количество и расстояние между ними.
2. Материал и способ изготовления. Это влияет на прочность, долговечность и стоимость колонн, а также способ их соединения с другими элементами конструкции.
3. Условия эксплуатации и климатические факторы. Учитывается необходимость антикоррозионной защиты, теплоизоляции, пожаробезопасности.

Во время проектирования используются специальные программы, которые позволяют автоматизировать процесс и увеличить точность и скорость расчетов. Такие программы учитывают все необходимые параметры и нормы, а также позволяют визуализировать результаты в виде чертежей, схем и 3D-моделей.

Заключение

Металлические колонны – это необходимые и элементы большинства сооружений в современном строительстве. Они обладают высокой прочностью и долговечностью. Их просто и дешево монтировать. При выборе типа колонн необходимо учитывать множество факторов, среди которых тип объекта, особенности его эксплуатации, климатические условия и др.