Проектируемый цех по производству колонн

ВВЕДЕНИЕ

 

Колонны — несущие инженерные конструкции, обеспечивающие зданию вертикальную жесткость. В примере, приведенном в данной статье, выполнялось несколько типов  колонн, в зависимости от необходимой несущей способности.

Преимущество  монолитных колонн и металлических  стоек в том, что они возводятся очень быстро, что позволяет значительно  сократить сроки строительства. Монолитные перекрытия опираются на железобетонные монолитные колонны  и на металлические стойки, а не на несущие стены.

Комбинация  опорно-несущих конструкций разных типов позволяет разнообразить  планировочные решения дома. А  также существенно экономить  на материалах, одновременно увеличивая ресурс строящегося здания.

разновидности колонн

В архитектуре, вертикальная опора, которая имеет  вид цилиндрического или многогранного  столба и состоит из базы, ствола и капители, а также всякая подобная колонне опора из любого материала. Наряду с обычным применением  в качестве опор колонны использовались и как отдельно стоящие памятники - в культовых и мемориальных целях.

Колонны состоят из трех основных частей: стержня, который является основным несущим элементом; оголовка, служащего опорой для вышележащей конструкции; базы, которая распределяет нагрузку от колонны на фундамент.

Колонны бывают с постоянным сечение, с переменным сечением.

Сплошные  колонны постоянного сечения. Наиболее часто применяемые типы поперечных сечений сплошных колонн . Наиболее выгодным с точки зрения минимальной затраты металла является трубчатое сечение. Его преимущество заключается в равноустойчивости относительно осей х и у и, кроме того, относительно большом радиусе инерции, поскольку весь материал размещен далеко от центра тяжести сечения. Большой радиус инерции обеспечивает меньшую гибкость стержня и, следовательно, большую несущую способность.

Трубы распространены для колонн многоэтажных зданий, сжатых стержней ферм, опор эстакад, например в Японии, ФРГ и США. Наиболее часто  применяемым сечением для стальных колонн в отечественной практике строительства является двутавровое. Здесь перспективным сечением являются широкополочные двутавровые колонны . Их преимущества — параллельность граней полок, что обеспечивает простоту примыкания соседних элементов, балок, связей и т. п.; отсутствие сварных швов, что ведет к снижению трудоемкости изготовления и отсутствию сварочных напряжений.

Традиционным  сечением является сварное двутавровое . Удачными сечениями являются коробчатые. Колонна в целом может оказаться устойчивой, однако при применении слишком тонкой стенки или поясов они могут потерять местную устойчивость от действия сжимающих напряжений. Наиболее эффективным методом борьбы с местной потерей устойчивости стенки и поясов является увеличение их толщины. Значительно реже применяют продольное ребро, пересекающее все волны выпучивания стенки.

Наиболее  выгодны такие размеры колонн, при которых наблюдается равенство  критических напряжений местной  и общей потери устойчивости. При  конструировании следует стремиться к равноустойчивости относительно осей х и у; материал следует размещать как можно дальше от центра тяжести; стремиться к большей тонкостенности сечений.

Сквозные  колонны постоянного сечения. Наряду со сплошными колоннами в практике строительства широкое применение получили и сквозные колонны. Наиболее распространенные поперечные сечения.

Сквозные  колонны несколько более экономичны по расходу стали по сравнению  со сплошными. Это достигается тем, что ветви сквозной колонны можно раздвинуть на любую величину. Самым выгодным является раздвижка ветвей до расстояния, обеспечивающего равноустойчивость, т. е. равенство гибкостей колонны относительно свободной и материальной осей. Именно из этого условия и определяется наивыгоднейшее расстояние между ветвями колонны.

Недостатком сквозных колонн по сравнению со сплошными является повышенная трудоемкость изготовления, объясняемая большим количеством коротких швов, затрудняющих применение автоматической сварки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

1. Обоснование выбора места строительства

 

Проектируемый цех по производству колонн производительностью 25 тыс.м³ в год планируется разместить на территории действующего завода ОАО «СЖБ-3» в городе Усть-Каменогорск.

Строительство цеха целесообразно и экономически выгодно, так как на данном заводе имеются производственные площади, складские помещения для сырьевых материалов и свободные площади  для складирования готовой продукции. Имеются коммуникации для обеспечения  предприятия электроэнергией, сжатым воздухом, природным газом и водой.

Для доставки сырьевых материалов и сбыта готовой  продукции имеются автотранспортные пути, а так же на территорию завода проложена ветвь железнодорожного сообщения.

Город Усть-Каменогорск  является областным центром и  расположен на экономически выгодных автотранспортных и железнодорожных  путях сообщения, что дает возможность  реализовать продукцию не только в республики, но и в странах СНГ. 

 

2. Номенклатура выпускаемой продукции

 

Согласно  ГОСТ 25628-90 колонны должны удовлетворять  требованиям:

- по прочности,  жесткости и трещиностойкости; при этом требования по испытанию колонн нагружением не предъявляют;

- по показателям  фактической прочности бетона  на сжатие;

- по морозостойкости  бетона, а для колонн, эксплуатируемых  в условиях воздействия агрессивной  газообразной среды, - также по  водонепроницаемости бетона;

- к маркам  сталей для арматурных и закладных  изделий, в том числе для  монтажных петель;

- по толщине  защитного слоя бетона до арматуры;

- по защите  от коррозии.

Колонны сплошного прямоугольного поперечного сечения подразделяют на типы:

К - для каркасов зданий без мостовых опорных и подвесных кранов и зданий, оборудованных подвесными кранами, при стропильных конструкциях покрытий с прямолинейным нижним поясом;

КС - то же, при  стропильных конструкциях покрытий с провисающим нижним поясом;

КК - для каркасов зданий, оборудованных мостовыми  электрическими опорными кранами, при  стропильных конструкциях покрытий с прямолинейным нижним поясом;

ККС - то же, при стропильных конструкциях покрытий с провисающим нижним поясом;

ККП - для  каркасов зданий, оборудованных мостовыми  электрическими опорными кранами, с  проходами в уровне крановых путей, при стропильных конструкциях покрытий с прямолинейным нижним поясом;

КР - для каркасов зданий, оборудованных мостовыми  ручными опорными кранами, при стропильных  конструкциях покрытий с прямолинейным  нижним поясом;

КФ - для фахверков  стеновых ограждений зданий (фахверковые  колонны).

Двухветвевые колонны подразделяют на типы:

КД - для каркасов зданий, оборудованных электрическими опорными и подвесными кранами и  зданий без кранов;

КДП - для  каркасов зданий, оборудованных мостовыми  электрическими опорными кранами, с  проходами в уровне крановых путей;

КДФ - для  фахверков стеновых ограждений зданий (фахверковые колонны).

Колонны следует изготовлять со строповочными отверстиями для подъема и монтажа. Допускается вместо строповочных отверстий предусматривать монтажные петли, выполненные в соответствии с указаниями рабочих чертежей на эти колонны.

 

Таблица 1-Пределы отклонения

Наименование отклонения геометрического  параметра	Наименование геометрического параметра	Пред. откл.
1	2	3
Отклонение от линейного размера	Длина колонны и размер от торца колонны до опорной плоскости консоли
	до 4000	±12
	св. 4000 до 8000	±15
	» 8000 » 16000	±20   ±25
	» 8000
	Размер поперечного сечения колонны, размер консоли и ветви двухветвивой колонны
	до 250	±4
	св. 250 до 500	±5
1	2	3
	» 500	±6
	Размер, определяющий положение:
	строповочного отверстия или монтажной петли	15
	закладного изделия на плоскости  колонны	10
	Несовпадение плоскостей колонны  и элемента закладного изделия	3
Отклонение от прямолинейности боковых  граней колонны на всей их длине:
до 4000		8
св. 4000 до 8000		10
» 8000 » 16000		12   15
» 16000
Отклонение от перпендикулярности торцевой и боковых граней колонны при  размере ее поперечного сечения:
До 250 включ.		4
Св.250 »500»		5
»500		6

 

Марка колонн.Колонны обозначают марками в соответствии с требованиями ГОСТ 23009. Марка колонны состоит из буквенно-цифровых групп, разделенных дефисами. Марки колонн: ККПI-2,ККПI-40,ККПVI-140,ККПII-22.

В первой группе указывают обозначение типоразмера  колонны. Буквы обозначают тип колонны. Цифры перед буквами обозначают порядковый номер типоразмера колонны  для данной высоты здания, после  букв - высоту здания, а для фахверковых  колони и основных колонн, устанавливаемых  в фундаменты, верх которых заглублен  на 500 мм и ниже, - длину колонны  в дециметрах.

Во второй группе указывают порядковый номер  колонн по несущей способности, класс  напрягаемой арматуры .

В третью группу, при необходимости, включают дополнительные характеристики, отражающие особые условия применения колонн и  их стойкость к воздействию агрессивной  газообразной среды, сейсмическим и  другим воздействиям, а также обозначения  конструктивных особенностей колонн (наличие  дополнительных закладных изделий  и др.).

 

 

3. Выбор и характеристики исходных материалов

 

Колонны следует изготовлять из тяжелого бетона марок М200, М300, М200,М400 и класса В25.

 Передачу  усилий обжатия на бетон   в предварительно напряженных  колоннах следует производить  после достижения бетоном требуемой  передаточной прочности.

Нормируемая передаточная прочность бетона колонн в зависимости от класса или марки  бетона, вида и класса напрягаемой  арматурной стали должна соответствовать  указанной в рабочих чертежах на эти колонны.

Нормируемая отпускная прочность бетона колонн с напрягаемой арматурой должна быть равна нормируемой передаточной прочности бетона, а колонн с ненапрягаемой  арматурой - 70 % класса или марки бетона по прочности на сжатие.

При поставке колонн в холодный период года нормируемая  отпускная прочность бетона колонн может быть повышена до 90 % класса или  марки бетона по прочности на сжатие согласно указаниям рабочих чертежей на эти колонны.

Для армирования  колонн следует применять арматурную сталь следующих видов и классов:

- в качестве  напрягаемой арматуры - термомеханически упрочненную стержневую класса Ат-IVС , горячекатаную стержневую классов A-V, A-IV  и стержневую класса А-IIIв, изготовляемую из арматурной стали класса А-III путем упрочнения вытяжкой с контролем удлинений и напряжений;

- в качестве  ненапрягаемой арматуры - термомеханически упрочненную стержневую классов Ат-IVС и Ат-IIIС , стержневую горячекатаную периодического профиля класса А-III и гладкую класса А-I , арматурную проволоку обыкновенную периодического профиля класса Вр I , повышенной прочности класса Врп-I .

Значения  напряжений в напрягаемой арматуре, контролируемые по окончании натяжения  ее на упоры, а также допустимые предельные отклонения напряжений в напрягаемой  арматуре должны соответствовать приведенным в рабочих чертежах на колонны.

Значения  действительных отклонений геометрических параметров колонн не должны превышать  предельных, указанных в табл. 1.

Требования к бетонным поверхностям колонн должно удовлетворять требованиям  для категорий:

А3 - боковых  лицевых;

А7 - нелицевых, невидимых в условиях эксплуатации.

По согласованию изготовителя с потребителем боковые  поверхности колонн могут быть категорий  А2, А4 - А6.

На боковые  грани колонн должны быть нанесены установочные риски в бетоне или  в закладных изделиях в виде канавок  или несмываемой краской, определяющие разбивочные оси здания.

  В бетоне колонн, поставляемых потребителю, трещины не допускаются, за исключением усадочных и других поверхностных технологических трещин, ширина которых не должна превышать 0,25 мм.

Концы напрягаемой  арматуры не должны выступать за торцевые поверхности колонн более чем  на 10 мм. Они должны быть защищены слоем  цементно-песчаного раствора или  битумным лаком.

 

Таблица 2-Расход сырья

Марка колонны	Шаг колонны	Высота колонны,м	Размеры поперечного сечения	Марка бетона	Расход материала		Масса колонны,т
					Бетон,м3	Сталь,м3
ККПI-2	6	9,4	60*40	200	2,10	275	9,3
ККПI-40	12	11,1	80*50	300	4,97	558	12,4
ККПVI-140	6	11,8	80*40	200	4,03	666	10,1
ККПII-22	12	15,1	140*60	400	7,15	1057	17,9