Что такое колонна?

Колонны определяются как вертикальные несущие элементы, поддерживающие главным образом осевые сжимающие нагрузки. Этот элемент конструкции используется для передачи нагрузки от конструкции к фундаменту. В железобетонных зданиях балки, перекрытия и колонны отлиты монолитно. Изгиб в колонне может создавать растягивающие усилия по части поперечного сечения. Тем не менее, колонны называются элементами сжатия, потому что сжимающие силы доминируют над их поведением. Кстати, жби колонны можно приобрести на странице специализированного сайта.

Типы колонн

Колонны могут быть разных типов в зависимости от нагрузки, длины, стяжки колонн, крепления рамы и т. Д. Типы колонн, используемых в строительстве, указаны ниже:

На основе нагрузки
1. Колонны с осевой нагрузкой
2. Эксцентрично нагруженные колонны: одноосные
3. Эксцентрично нагруженные колонны: двухосные
На основе колонных связей
1. Связанные колонны
2. Спиральные колонны
На основе коэффициента гибкости
1. Короткие компрессионные блоки или опоры
2. Короткие усиленные колонны
3. Длинные усиленные колонны
В зависимости от формы поперечного сечения
1. Геометрическая форма – прямоугольная, круглая, восьмиугольная, квадратная и т.д.
2. Г-образная
3. Т-образная
4. V-образная
На основе строительных материалов
1. Железобетонная колонна
2. Композитная колонна
3. Колонна из стали, дерева, кирпича
На основе каркасных креплений
1. Колонна с креплением
2. Колонна без скобок
Другие типы
1. Предварительно напряженная бетонная колонна
2. Греческая и римская колонна

Все эти типы колонн обсуждаются ниже.

Классификация колонны на основе нагрузки

Колонна с осевой нагрузкой

Если сжимающие вертикальные нагрузки действуют вдоль оси центроида колонны, она называется колонной с осевой нагрузкой. Этот тип колонны без изгиба встречается практически не так часто.

Колонна с эксцентричной нагрузкой: одноосная

Когда нагрузки действуют на расстоянии ‘e’ от центра тяжести поперечного сечения колонны, колонна называется эксцентрично нагруженной колонной. В одноосной эксцентрично нагруженной колонне это расстояние ‘e’ может быть вдоль оси x или оси y. Эти эксцентричные нагрузки создают моменты вдоль оси x или оси y.

Колонна с эксцентричной нагрузкой: двухосная

В колоннах этого типа нагрузки прикладываются в любой точке поперечного сечения, но не по осям. Нагрузки вызывают моменты вокруг обеих осей x и y одновременно.

Классификация колонн на основе связей колонн

Связанная колонна

В связанной колонне продольные стержни соединяются вместе с меньшими стержнями. Эти меньшие стержни расположены на одинаковом расстоянии друг от друга по колонне. Стальные стяжки в колонне ограничивают основные продольные стержни. Более 95 процентов всех колонн в зданиях в несейсмических регионах являются привязными колоннами.

Спиральная колонна

Спиральные колонны содержат спирали для удержания основной продольной арматуры. Спираль — это арматура пружинного типа. Основные стержни расположены по кругу, а стяжки заменены спиралями. Спиральные колонны используются, когда требуется высокая прочность и / или высокая пластичность. Потому что спираль действует, чтобы противостоять поперечному расширению стержней колонны при высоких осевых нагрузках. Основные стержни расположены по кругу, а стяжки заменены спиралями. Спиральные колонны более широко используются в сейсмических регионах.

Классификация колонны на основе гибкости

Короткий компрессионный блок или опоры

Опора представляет собой сжимаемый элемент, высота которого в три раза меньше наименьшего поперечного размера. Опоры не нуждаются в усилении и могут быть спроектированы из обычного бетона.

Короткая усиленная колонна

Коэффициент гибкости (отношение эффективной длины к наименьшему поперечному размеру) составляет менее 12 в короткой усиленной колонне. Короткие колонны выходят из строя из-за смятия или деформации стальных стержней. Нагрузки, которые может выдерживать короткая колонна, зависят от размера поперечного сечения и прочности материалов. Короткие колонны демонстрируют небольшую гибкость.

Длинная усиленная колонна

Коэффициент гибкости превышает 12 в длинных колоннах. Этот тип колонны также известен как стройная колонна. По мере увеличения гибкости увеличивается деформация при изгибе. Длинная колонна выходит из строя из-за эффекта изгиба, который снижает несущую способность.

Классификация колонн на основе формы поперечного сечения

Геометрическая форма

Секции колонн могут быть прямоугольными, круглыми, квадратными, восьмиугольными, шестиугольными в соответствии с требованиями. Обычно связанные колонны могут быть квадратными и прямоугольными, а спиральные колонны — круглыми. Круглые колонны используются, когда требуется большая высота, например, в сваях, опорах мостов. Круглые колонны обеспечивают гладкую и эстетичную отделку. С другой стороны, прямоугольные колонны встречаются в жилых и служебных зданиях. Их легко и дешевле отливать.

Г-образная

Этот тип колонны непопулярен. L-образную колонну можно использовать в качестве угловой колонны в каркасной конструкции. Эта конструкция колонны может стать хорошей заменой, чтобы противостоять как осевому сжатию, так и двухосному изгибу углов.

V-образная

В трапециевидной конструкции может использоваться колонна такого типа. Для V-образных колонн требуется сравнительно больше материалов.

Т-образная

Т-образные колонны могут использоваться в опорах моста в зависимости от требований конструкции.

Классификация колонн по строительным материалам

Железобетонная колонна

Железобетонные колонны являются наиболее широко используемыми колоннами для каркасной конструкции. Этот тип колонны состоит из бетона в качестве матрицы. Стальная рама встроена в бетон. Бетон выдерживает нагрузку на сжатие, а арматура выдерживает нагрузку на растяжение. Армирующие материалы могут быть изготовлены из стали, полимеров или альтернативных композитных материалов. Для прочной, пластичной и долговечной конструкции арматура должна обладать некоторыми свойствами, такими как тепловая совместимость, высокая устойчивость к растягивающим нагрузкам, хорошее сцепление с бетоном, антикоррозийность и т.д.

Композитная колонна

Композитные колонны изготавливаются с использованием различных комбинаций конструкционной стали и бетона. Интерактивное и целостное поведение бетона и элементов из конструкционной стали делает композитную колонну очень жесткой, более пластичной, экономичной и, следовательно, конструктивно эффективной при строительстве зданий и мостов. Колонны этого типа также обладают высокой огнестойкостью и устойчивостью к коррозии.

Колонна из стали, дерева, кирпича

Стальные колонны полностью изготовлены из стали. Эти колонны используются на складах авиастроения, крытых верфях и т. Д.

Деревянные колонны изготавливаются из деревянного бруса. Они обеспечивают эстетичный внешний вид, создавая ощущение пространства и открытости. Деревянные колонны предназначены для домостроителей, приемных и ремонтных объектов.

Кирпичные колонны встречаются в каменных конструкциях. Они могут быть усилены бетоном для увеличения прочности или могут быть неармированными. Кирпичные колонны могут быть круглой формы, прямоугольными, квадратными или эллиптическими в поперечном сечении.

Классификация колонн на основе крепления рамы

Колонна с креплением

Колонны могут быть частью каркаса, который крепится или не крепится сбоку. Боковая устойчивость конструкции в целом обеспечивается за счет крепления. Крепление можно получить с помощью срезных стен или креплений в каркасе здания. В каркасных рамах предотвращается относительное поперечное смещение верхнего и нижнего концов колонны. Опорные колонны предотвращают гравитационные нагрузки, а сдвиговые стенки предотвращают боковые нагрузки и ветровые нагрузки.

Колонна без скобок

Несъемные колонны выдерживают как гравитационную, так и боковую нагрузку. В результате снижается грузоподъемность колонны.

Некоторые другие типы колонн

Предварительно напряженная бетонная колонна

Предварительно напряженные колонны могут использоваться в качестве продолжения железобетонных колонн, когда к колоннам применяются изгибающие моменты, вызванные ветром и земляными работами, эксцентричными нагрузками или действием рамы. Предварительное напряжение превращает потрескавшийся участок в нетрескавшийся и выдерживает значительный изгиб. Этот тип может быть полезен, когда колонна представляет собой высокую тонкую колонну и сборную колонну.

Греческая и римская колонна

Классическая греческая и римская архитектура использовала четыре основных стиля колонн для своих зданий и храмов. Эти четыре типа колонн были дорическими, ионическими, коринфскими и тосканскими. Эти колонны выглядят прямыми и однородными на расстоянии. Но вблизи они могут немного наклоняться или наклоняться влево или вправо.