Колонны коробчатого сечения для каркасно-стержневых систем

Если честно, до сих пор встречаю проекты, где коробчатые колонны выбирают чисто из эстетики, мол, 'спрячем всё внутри'. Но когда начинаешь считать нагрузки на каркасно-стержневые системы, понимаешь — тут не до красоты. Особенно если речь о сейсмике или промзданиях с динамикой.

Почему коробчатое сечение — не просто 'железная коробка'

В 2019 на объекте в Казани столкнулся с тем, что заказчик требовал заменить двутавровые колонны на колонны коробчатого сечения. Мотивировал 'более современным видом'. Пришлось объяснять, что для трёхэтажного ТРЦ с пролётами 12 метров короб — это перебор. Хотя, конечно, если бы были консольные нагрузки или кручение — другое дело.

Кстати, часто забывают про локальную устойчивость стенок. Однажды видел, как на стройке в Уфе рабочие 'сэкономили' на рёбрах жёсткости внутри короба. Результат — вмятины ещё до монтажа перекрытий. Пришлось усиливать на месте, что вышло дороже исходного варианта.

Сейчас, кстати, многие производители предлагают гнутые профили вместо сварных. Для каркасно-стержневых систем с равномерной нагрузкой — отличный вариант. Но если есть эксцентриситет — только сварной короб с камерами поперечного армирования.

Расчётные хитрости, о которых не пишут в учебниках

При расчёте каркасно-стержневых систем всегда обращаю внимание на узлы сопряжения. Как-то раз в Новосибирске проектировщик сделал жёсткое соединение колонны с ригелем, но забыл про температурные деформации. Зимой пошли трещины по швам.

Ещё момент: при высоте колонны больше 8 метров коробчатое сечение бывает 'выгибается' при транспортировке. Мы с ООО Шэньси Чжисинь Тяньхун Металл Мануфэкчуринг как-то специально разрабатывали технологию временных распорок для колонн длиной 14 метров. Их потом снимали уже после установки краном.

Кстати, про производителей. На сайте https://www.zxth.ru есть хорошие примеры расчётов для разных регионов. Особенно полезны их наработки по ветровым нагрузкам — для высотных каркасов это критично.

Монтажные 'подводные камни'

Самая частая ошибка — когда монтажники начинают варить стыки коробчатых колонн без предварительного стягивания струбцинами. Зазор в пару миллиметров кажется ерундой, но после сварки даёт остаточные напряжения. Проверено на объекте в Красноярске — позже пришлось делать ультразвуковой контроль всех швов.

Ещё важно помнить про антикоррозийную защиту внутренних полостей. Один наш объект в Сочи пришлось переделывать через 3 года — внутри колонн скапливался конденсат. Теперь всегда предусматриваем дренажные отверстия снизу и вентиляционные сверху.

Кстати, у ООО Шэньси Чжисинь Тяньхун Металл Мануфэкчуринг в производственных цехах как раз есть камеры напыляемой антикоррозийной изоляции — это решает проблему для сложных профилей.

Когда коробчатое сечение действительно оправдано

На мой взгляд, главное преимущество колонны коробчатого сечения проявляется в каркасно-стержневых системах с жёсткими узлами. Например, в большепролётных ангарах, где помимо вертикальных есть ощутимые горизонтальные нагрузки.

Отлично показывают себя в многоэтажках с диафрагмами жёсткости — там, где нужно равномерно распределить нагрузки между ядрами жёсткости и периферийными колоннами. Вспоминается проект в Москве, где мы как раз использовали короба 400×400×16 — получилось и прочно, и экономично по материалу.

А вот для быстровозводимых зданий часто выгоднее комбинировать: основные колонны — коробчатого сечения, второстепенные — двутавры или трубы. Так делали на объекте в Екатеринбурге, где ООО Шэньси Чжисинь Тяньхун Металл Мануфэкчуринг поставляла часть конструкций.

Про производственные нюансы

Многие недооценивают важность контроля геометрии при изготовлении колонны коробчатого сечения. Разница в диагоналях всего в 3-4 мм может создать проблемы при монтаже. Мы обычно требуем проверку по двум сечениям — у торцов и в середине пролёта.

Интересный момент с CNC-оборудованием: некоторые производители (включая упомянутую компанию из Шэньси) сейчас делают фрезеровку монтажных плит прямо после сборки короба. Это даёт идеальную плоскость для стыковки с фундаментом.

Кстати, про транспорт: максимальная длина для перевозки по России — обычно 13.5 метров. Если колонны длиннее, приходится делать составные. Но это уже совсем другая история с расчётом стыков...

Что в итоге

Сейчас всё чаще вижу разумный подход: колонны коробчатого сечения применяют там, где это действительно даёт преимущества, а не просто 'для солидности'. В каркасно-стержневых системах важно учитывать не только несущую способность, но и удобство монтажа, и долговечность.

Из последнего опыта: на объекте в Калининграде использовали короба 300×300×10 для каркаса выставочного павильона. Рассчитывали в основном на сопротивление ветровым нагрузкам — и не прогадали. Кстати, часть конструкций поставляла именно компания с сайта https://www.zxth.ru — привезли без дефектов, с полным пакетом сертификатов.

В целом, если summarise мой опыт — главное не слепо следовать моде, а считать каждый конкретный случай. Иначе либо перерасход металла, либо проблемы при эксплуатации. А с нынешними ценами на металлопрокат это никому не нужно.