Budovy postavené na základě kovových konstrukcí se vyznačují vysokou spolehlivostí rámu. Takové konstrukce dobře odolávají zatížení větrem a nebojí se obtížných povětrnostních podmínek. Jejich základem jsou nosné podpěry, které tvoří pevný skelet budovy. Konstrukce postavené pomocí této technologie jsou nejen udržitelné, ale také funkční. Výroba kovových sloupů je oblíbenou technologickou etapou výstavby takových budov.
Kovové sloupy jako typ stavebních podpěr
Kovové podpěry jsou základními prvky rámu budovy. Zbývající části konstrukce jsou instalovány na podobných sloupech: nosníky (podélné i příčné), hrázděné sloupky, podlahy a vazníky. Jedním z typů stavebních podpěr jsou nosné kovové sloupy, s jejichž pomocí zajišťují celistvost konstrukce a také zónují vnitřní prostor. Jejich výroba a montáž je klíčovou fází výstavby a na kvalitě prvků závisí životnost celé stavby.
Podívejme se na výrobu kovových podpěr a jejich součástí:
Toto je úplně nejvyšší část podpory. Je to hlava, která přebírá vnější zatížení a přenáší je přes sloupovou tyč do základu. V této části sloupu jsou zajištěny i další konstrukční prvky: vazníky, příčníky, různé nosníky. V průmyslových objektech jsou na hlavě připevněny i mostové jeřábové kolejnice. V závislosti na místě montáže existují horní a boční připojení.
Horní zahrnuje instalaci nosníku na horní část hlavy, který je v tomto případě vyroben ve formě desky s výztuhami. Upevnění se provádí metodou volného závěsu. Pro zajištění tuhosti a stability celé konstrukce se používá svařování a jsou instalovány další příčné prvky. Pokud je nosník připojen k podpěře pomocí boční metody, pak je upevnění provedeno kloubově nebo tuhé. V tomto případě se příčka nebo vazník položí na stůl přivařený ke straně sloupu.
Toto je střední část podpěry. Tyč se nazývá pracovní zóna sloupu, protože právě tato část zažívá konstantní zatížení – kompresi. Tloušťka stěn a výška tyče jsou vypočteny ve fázi návrhu celé budovy. Pro zesílení podpěry jsou na tyči k dispozici klínky a výztužná žebra. Pro výrobu takových konstrukcí se používají jednoduché I-nosníky se širokou přírubou nebo válcované profily.
Existují dva typy tyčí: pevné a průchozí. Ten může být nevyztužený, perforovaný nebo mřížkový.
Toto je část, přes kterou se zatížení přenáší na základ. Základna je základem podpěry, její konstrukční vlastnosti závisí na typu a výšce průřezu tyče, způsobu instalace kovového sloupu a způsobu připevnění základny k základu. Může být buď pevná nebo samostatná, s traverzami nebo bez nich. Sloup je obvykle připevněn k desce pomocí kotevních šroubů.
Tyto prvky jsou přítomny na sloupech určených pro průmyslové stavby. Tam, kde je nutné instalovat mostový jeřáb (dílna nebo sklad), je důležité zajistit, aby kolejnice pod ním byly uloženy na nosných sloupech. Konzoly na podpěře slouží k zajištění nosníků jeřábu.
Typy kovových sloupů
Sloupce se dělí podle typu na běžné a pomocné. Tyto dvě kategorie mají různé velikosti a konfigurace. Pomocné nebo hrázděné se používají pro montáž schodů nebo spojování sendvičových panelů (protože je lze snadno vrtat samořezným šroubem). Tyto podpěry jsou mnohem tenčí než obvykle.
Existují také tři typy sloupců na základě typů průřezu:
- pravoúhlý;
- kolo;
- I-nosník (má průřez ve tvaru písmene H).
Pro každý projekt se volí jiný typ sloupů, parametry jejich řezů a symetrie nosné konstrukce. Výroba určitých výrobků je určena tím, jak pohodlné bude svařovat prvky při splnění všech požadavků na spolehlivost rámu.
Podle typu konstrukce se sloupy dělí na sloupy s konstantním, stupňovitým nebo složeným průřezem. První typ podpěr se používá pro výstavbu bezrámových budov (sklady, hangáry). Takovým sloupcem je jedna tyč. Toto provedení odolá zařízení určenému pro břemena o hmotnosti až 20 tun.
Sloupy se stupňovitým průřezem lze použít k instalaci zařízení, které unese zatížení více než 20 tun. Takové podpěry mají lepší stabilitu a mají vyšší tuhost v ohybu. Jejich konstrukce zahrnuje dvě nosné větve: hlavní a jeřábovou.
Sloupy se složeným průřezem se nepoužívají tak často. Jejich zatížení vzhledem k ose může být velmi rozdílné. Obvykle se používají pro instalaci v několika vrstvách a instalaci jeřábů v malých výškách. Tyto sloupy jsou vhodné i pro renovační práce.
Doporučené články o kovoobrábění
Když už mluvíme o výrobě kovových sloupů, můžeme rozlišit dva typy: svařované a válcované. Výrobní proces prvního typu konstrukce zahrnuje automatické místo ručního svařování. Druhý typ podpěry je vyroben z plechů, které se nejprve podle potřeby srolují a poté protáhnou speciálním strojem.
Válcovací sloupy mají kulatý průřez, jsou vyráběny metodou válcování za tepla podle následujícího schématu: kovové polotovary se nejprve zahřejí, poté prorazí a v konečné fázi se proválcují strojem.
Při návrhu, pokud je použita rámová konstrukce z kovových sloupů, jsou její rozměry a parametry určeny spolu s výpočtem základu. Tato fáze je rozhodující pro životnost celé konstrukce.
Výrobní proces kovových sloupů
Výrobou těchto výrobků se zabývají strojírenské závody a také firmy vyrábějící kovové konstrukce. Výroba kovových sloupů v souladu s GOST se provádí z válcovaného kovu:
- rohy;
- kanály;
- I-nosníky;
- potrubí;
- plech.
Komponenty sloupu jsou svařeny dohromady. Mezi další podobné kovové konstrukce patří sloupy jako kritické svařované prvky.
Při výrobě sloupů se v závislosti na velikosti konstrukce používají různé typy svařování:
- manuál;
- oblouk;
- poloautomatický;
- automatický.
Výroba kovových sloupů probíhá dle zadaných parametrů v souladu s projektovou dokumentací. Dílny vyrobí požadovaný počet výrobků podle zadaných požadavků.
Kovové sloupy se čtvercovým nebo obdélníkovým průřezem se nazývají krabicové. Tento typ kovových konstrukcí se skládá z kanálů svařených dohromady. Svar může být buď průběžný, nebo mezilehlý. Při výrobě tohoto typu sloupu se také používají překryvné desky.
Výrobní proces trubkových sloupů zahrnuje přivaření hlavy a základny ke kusu kovové trubky.
Průřez prostorových sloupů není souvislý, proto dostaly takový název. K jejich výrobě se používá válcovaný kov (kanál a I-nosník). Prvky jsou zajištěny pomocí kovových rohů.
Po svaření všech součástí kolony se provede finální čištění výrobku. V hotové podpěře se vyrobí otvory a v případě potřeby se provede řezání. Sloupy mohou být v případě potřeby zákazníka pozinkovány. Po výrobě jsou podpěry dodány na místo.
Výpočet kovových konstrukcí
Instalace kovových konstrukcí není možná bez úplných předběžných výpočtů. Je třeba vzít v úvahu všechna zatížení, která budou muset sloupky vydržet, určit jejich velikost, množství, vyztužení a jak hluboká bude pokládka. Výpočet zohledňuje hmotnost budovy a hustotu půdy (čím je měkčí, tím více podpěr je potřeba). Základ pro instalaci kovového rámu je obvykle monolitický a stupňovitý, bez brýlí.
Hlavním úkolem výpočtu je rovnoměrné rozložení hmotnosti budovy na zemi. Pokud to není možné, je nutné pod základ zhotovit polštář z písku nebo štěrku, který vyřeší problém rozložení zátěže. Tímto způsobem se pozná únosnost základu. Znáte-li také hmotnost budoucí budovy, můžete vypočítat plochu základny. Poté se vypočítá zatížení jednotlivých sloupů.
Chyba ve fázi návrhu může způsobit deformaci dokončené budovy. K tomu dochází, protože části základů pro kovové sloupy nejsou navzájem spojeny. Každý prvek v takové základně funguje samostatně.
Montáž kovových sloupů
Instalace kovových sloupů se provádí v souladu s požadavky SNiP. Odchylky podél os by neměly překročit povolené limity, zejména u frézovaných ploch. Technologicky se instalace sloupů podobá montáži železobetonových konstrukcí – jednoduché jsou okamžitě připevněny k základně. Těžké, velké podpěry jsou připevněny po částech, to znamená, že jsou okamžitě sestaveny.
Technologie instalace zahrnuje několik fází:
- po výrobě jsou sloupy dodány a položeny vedle místa instalace;
- přípravná fáze, včetně kontroly shody výrobků s technickými specifikacemi;
- konstrukce lešení a dalších konstrukcí nezbytných pro instalaci;
- pak je zachycen první sloupec;
- podpěra se zvedne do požadované výšky;
- pak je sloup umístěn na základnu nebo od konce ke konci, pokud se nejedná o samostatnou podpěru, ale o složený prvek;
- ověřte polohu sloupu;
- dočasně opraveno;
- jsou konečně opraveny.
Sloupy se zvedají pomocí závěsů nebo se k uchopení podpěr používají poloautomatická zařízení. Aby smyčky nesklouzly ze sloupů, jsou pod ně umístěny kusy dřeva nebo oceli.
Při instalaci je zvláštní pozornost věnována vyrovnání a dočasnému upevnění sloupu.
Existují tři základní způsoby instalace:
- Na ocelových obkladech. Jedná se o prvky tloušťky 40–50 mm, které jsou umístěny mezi základem a patou sloupu. Po upevnění podpěry kotevními šrouby se do vzniklého prostoru nalije cement. Touto metodou je základ dokončen pod úrovní návrhu, přičemž se bere v úvahu mezera, která vzniká během instalace. Tato metoda je pracná a nepřesná. A protože se při vyrovnávání používají obložení, zvyšuje se spotřeba materiálů.
- Přímo k základům. Při použití této metody se základna sloupu nevyplňuje cementovou maltou. Výška základny je okamžitě uvedena do úrovně návrhu. Místo, na kterém je kovový sloup instalován, musí mít minimální odchylky: ne více než 5 mm na výšku a 1/1000 ve sklonu. Při výrobě kovových sloupů pro tento způsob instalace je jejich základní deska před dodáním na místo vyfrézována.
- Pro další desky. Jsou instalovány předem a vyztuženy cementovou maltou. Nosná část sloupu u této metody musí mít hoblovaný povrch. Tato metoda se také nazývá instalace bez zarovnání.
Při jakémkoli způsobu instalace je nesmírně důležité zajistit přesnost výpočtů. Kromě toho je nutné, aby kvalita výroby samotných kovových sloupů byla co nejlepší, stejně jako práce instalačních specialistů.
Co určuje cenu výroby kovových sloupů?
Při sestavování odhadů na výrobu kovových sloupů se opírají o projektovou dokumentaci popisující návrh budoucí budovy. Konkrétní čísla závisí na mnoha faktorech:
- typ a velikost podpěr;
- výrobní metody;
- materiál (třída oceli);
- celkový objem objednaných kolon;
- rychlost a typ dodání.
Standardní je situace, kdy náklady na výrobu jedné tuny kovových sloupů nepřímo souvisí s objemem zakázky. Čím větší je celková hmotnost kovových konstrukcí, tím nižší je cena za každou podpěru. Ale jsou i výjimky.
Čím kratší je očekávaný časový rámec pro výrobu série kovových sloupů, tím vyšší budou náklady na tuto práci. Stává se, že pro splnění objednávky musí zaměstnanci pracovat nepřetržitě. Ale i v tomto případě může množstevní sleva přesáhnout náklady na urgenci.
Sloupec – část architektonické konstrukce ve formě svislého sloupu, který slouží jako podpěra a podpírá oblouk nebo strop.
V moderní výstavbě jsou kovové sloupy jedním z hlavních prvků rámu budov a konstrukcí pro různé účely. Sloupy zajišťují stabilitu celé konstrukce, přebírají zatížení z celkové hmoty podlah, stěn a vybavení a rozvádějí je do základů.
Typy kovových sloupů
Kovový sloup je rozdělen na tři hlavní součásti: botka (základna), tyč a hlava.
Boty – základna sloupu, na které tyč spočívá. Botka je ocelová deska o tloušťce 40 až 75 mm a přenáší zatížení ze sloupu na základ, ke kterému je připevněna pomocí kotev.
Hlava sloupu – to je jeho horní část, která slouží jako podpěra pro nadlehlé konstrukce: trámy, vazníky, příčníky. Hlava od nich přijímá zatížení a rozděluje je rovnoměrně po průřezu tyče sloupu.
Samotný sloup je tvořen jeho jádrem. Sloupové jádro může být plné, bez mezer ve stěnách, nebo s příhradovou konstrukcí – pak se nazývá průchozí. Na základě konstrukce jádra jsou sloupy rozděleny do několika typů:
- Konstantní průřez. Tyče takových sloupů mají stejné parametry průřezu po celé výšce, která u podpěr konstantního průřezu nepřesahuje 12 metrů. Vhodné pro instalaci jeřábových zařízení s nosností do 20 tun;
- Stupňovité sloupy. Skládají se ze dvou větví: hlavní nosné větve, na které spočívají vazníky, a větve jeřábové, která přebírá zátěž z konstrukce jeřábu s nosností přes 20 tun. Obě větve jsou navzájem spojeny plechy nebo mřížkou z kovového profilu;
- Sloupce samostatného typu. Stanové a jeřábové větve nosného kmene jsou od sebe odděleny a berou náklady nezávisle, i když jsou vzájemně propojeny pružnými horizontálními spoji. Takové konstrukční prvky výrazně zvyšují vnímání zatížení až 100 tun nebo více. Výška podpěr samostatného typu dosahuje 20 metrů.
Dalším kritériem pro klasifikaci kovových sloupů je způsob, jakým podpěra vnímá zatížení:
- Středově stlačené podpěry s přenosem tlaku podél centrální osy tyče, což způsobuje centrální stlačení. Podélná zatížení jsou umístěna na pomocné prvky.
- Excentricky stlačené podpěry s působením tlakové síly po zakřivené dráze poněkud vzdálené od středu se vyznačují asymetrickým průřezem pro rovnoměrnější rozložení zatížení a snížení spotřeby kovu.
Kde se používají kovové sloupy?
kovové sloupy přenášet zatížení z podlah, stěn a mostových jeřábů, rovnoměrně rozkládat váhu stavebních prvků a vnitřního vybavení na základ, podpírat horní rámové prvky a střechu a někdy působit jako dekorativní součást projektu. Jednotlivé sloupy zajišťují stabilitu celé konstrukce, spojují části rámu, nesou průmyslovou techniku a rozdělují vnitřní prostor na zóny.
Během procesu výstavby je to instalace podpěr, která je výchozím bodem pro montáž rámu po vybudování základu. Na instalované sloupy jsou připevněny krokvové vazníky, podélné a příčné nosníky, podlahy a hrázděné prvky.
