Устройство монолитных, железобетонных колонн

Монолитные железобетонные колонны – это вертикально отдельно стоящие конструкции с наименьшим поперечным сечением в отличие от высоты или длинны данного элемента. Другими словами монолитная железобетонная колонна является стержневым сжатым элементом квадратного или круглого сечения воспринимающая нагрузку вышележащих элементов (плита, балка, ригель) и передающая на нижележащие элементы здания или сооружения (перекрытие, фундаменты), При этом речь идет преимущественно о сжатии в направлении длины колонны, которое называется нормальной силой.

Так же, колонны могут работать на изгиб за счет горизонтальных нагрузок, например ветровых или динамических. Монолитные железобетонные колонны используются при строительстве как рамных, так и связевых каркасов зданий и сооружений. По виду нагрузки колонны различают как, центрально сжатые и вне-центренно сжатые. В колоннах вместо длины используется понятие свободной длины продольного изгиба. Свободная длина продольного изгиба принимается в зависимости от того, защемлена ли колонна или шарнирно оперта, так как, при шарнирном соединение на основе армирования передается только усилие сжатия или растяжения, но не изгибающий момент.

В случае колонн с небольшим сечением существует опасность продольного изгиба. Продольным изгибом называют боковое искривление колонны под нагрузкой. Продольный изгиб может возникнуть под нагрузкой, при которой напряжение в бетоне еще не достигло предельного значения напряжения на сжатие.

При строительстве зданий и сооружений из монолитных железобетонных конструкций в основном применяются колонны армированным каркасом. Армированный каркас колонны состоит из продольной арматуры и поперечных хомутов. Бетонное сечение колонны несет нагрузку совместно с арматурными стержнями и хомутами каркаса, хомуты имеют задачу предотвратить изгиб продольных стержней. В случае колонн высотой на этаж продольная арматура оканчивается в оголовнике колонны и заанкеривается в присоединяемой строительной конструкции (ригелю, плите).

В случае колонн, проходящих насквозь через несколько этажей, по крайней мере, угловые продольные стержни должны быть пропущены через перекрытие в качестве соединительной арматуры с вышележащей колонной. Необходимые для этой цели стержни должны быть отогнуты. Непосредственно под и над балками или плитами на высоте, равной наибольшему размеру сечения, и при стыках внахлест продольных стержней.
 
В строительстве из монолитного железобетона для армирования применяется преимущественно стержневой арматурный прокат диаметром 10-40 мм
Расход арматуры в жилищном строительстве Москвы
№ п.п. Класс и сортамент арматуры, мм Расход стали на 1 м2, %
КПД Монолитные здания с шагом более 4,2 м Средний по многоэтажным жилым домам
монолитные с шагом до здания 4,2 м
1 Вр-1 28,0
                19,6
Ф4 и 5

2 А400. А500С 24,0
                        16,8
Ф6-10 моток

3 А400, А500С 17,0
69,0 62,0 29,8
Ф10-12

4 А400, А500С
Ф14-22 7,0 23,0 12,5

5 А400, А500С
Ф25-40 3,0 12,0 5,7

6 А240 (A-I)
ф6,5-20,0 21,0 3,0 15,6

7 Средний расход на 1 м2 кг 40,0 72,0 55,0

В России для производства железобетонных конструкций широко используется арматурный прокат диаметром до 12 мм, поставляемый в мотках, доля которого в общей потребности в ненапрягаемой арматуре составляет около 30 %, а с учетом проволоки Вр-I диаметром 3-5 мм по ГОСТ 6727-80 может достигать 40-45 %
Диаметр арматуры, мм 4-5 6-8 10-12 14-20 22-28 32-40
Объем, % 12-14 16-18 26-28 13-15 18-20 7-8
Способ производства В мотках В мотках, в стержнях В стержнях

Применение арматуры в мотках практически исключает отходы при заготовительных операциях, позволяет механизировать производство сварных арматурных сеток, каркасов и других изделий.

Как видно из таблицы, арматурная сталь, поставляемая в мотках, применяется преимущественно в производстве сборного железобетона. В монолитном строительстве применение арматуры в мотках ограничивалось использованием в качестве хомутов колонн и пилонов, конструктивной арматуры стен, поперечной перекрытий и балочных изгибаемых элементов. Ее применение является рациональным при использовании в монолитном строительстве арматурных каркасов и сеток, изготавливаемых на специализированном арматурном производстве, укомплектованном правильно-отрезным оборудованием.
Указания по производству монолитных работ.

Перед бетонированием основания, бетонные поверхности рабочих швов должны быть очищены от грязи, мусора, масел, снега и льда, цементной пленки и прочего. Непосредственно перед укладкой бетонной смеси очищенные поверхности должны быть тщательно промыты водой и просушены струей воздуха.

Подготовленные арматура, закладные детали, а также правильность установки и закрепления опалубки с поддерживающими ее элементами должны быть оформлены и приняты актами освидетельствования скрытых работ.

Высота свободного сбрасывания бетонной смеси в выставленную опалубку — не должна превышать  5,0 м.

Бетонные смеси должны укладываться в бетонируемые конструкции горизонтальными слоями одинаковой толщины без разрывов, с последовательным направлением укладки в одну сторону во всех слоях.

При бетонировании колонн сверху, нижний слой толщиной около 300 мм укладывают из бетонной смеси с мелким щебнем (иначе внизу получается бетон с раковинами). При сбрасывании следующей порции смеси наиболее крупные камни втапливаются в этот раствор, в результате чего образуется смесь нормального состава.
Уплотнение бетонной смеси в колоннах производится внутренними вибраторами с жестким или гибким валом.

Колонны бетонируют на всю высоту этажа без перерыва. Рабочие швы могут устраиваться только либо у самого низа колонн (на уровне верха фундамента), либо вверху колонны, на несколько сантиметров ниже уровня примыкания балок перекрытия.

При уплотнении бетонной смеси не допускается опирание вибраторов на арматуру и закладные изделия, элементы крепления опалубки. Глубина погружения глубинного вибратора в бетонную смесь должна обеспечивать углубление его в ранее уложенный слой на 5—10 см. Шаг перестановки глубинных вибраторов не должен превышать полуторный радиус их действия.

Верхний уровень уложенной бетонной смеси должен быть на 50—70 мм ниже верха щитов опалубки.

Поверхность рабочих швов, устраиваемых при укладке бетонной смеси с перерывами, должна быть перпендикулярна оси бетонируемых колонн. Возобновление бетонирования допускается производить по достижении бетоном прочности не менее 1,5 МПа.

Мероприятия по уходу за бетоном, контроль за их выполнением и сроки распалубки должны устанавливаться ППР- проект производства работ.

Компания «МосГрупИнвест» предлагает свои услуги по проектированию и строительству зданий и сооружений из монолитных железобетонных конструкций любой сложности гражданского и промышленного назначения. По всем интересующим вопросам Вы можете связаться с нашими специалистами по телефону или приехать к нам в офис для обсуждения тонкостей предстоящих работ 8 (495) 532-45-92; 8 (926) 185-25-36
ООО «МосГрупИнвест»
http://mosgroupinvest.ru