Стальные колонны коробчатого типа

Вот что обычно упускают из виду при расчёте коробчатых колонн: многие думают, будто главное — это сечение, а на самом деле критичным часто становится стык с фундаментом. Мы в ООО Шэньси Чжисинь Тяньхун Металл Мануфэкчуринг через несколько объектов вышли на устойчивую схему усиления подкрановых узлов, но об этом позже.

Конструктивные особенности, которые не покажут в учебниках

Когда берёмся за проекты с многоэтажными каркасами, всегда идёт спор между сварными и готовыми профилями. С стальные колонны коробчатого типа сварные выигрывают по несущей способности, но проигрывают в цене. Хотя на объекте в Янлине пришлось переделывать — заказчик настоял на горячекатаных профилях, а потом на стыках пошли трещины от вибраций.

Толщина стенки — отдельная история. ГОСТы дают усреднённые значения, но для цехов с мостовыми кранами от 10 тонн мы всегда добавляем запас по местному смятию. Как-то раз на коммерческом объекте в Ухане просчитали этот момент, и колонны повело уже на этапе монтажа перекрытий.

Сейчас для тяжёлых конструкций используем схему с рёбрами жёсткости через каждые 1.2 метра по высоте. Да, металлоёмкость растёт, но зато нет проблем с местной устойчивостью. В наших цехах в районе Янлин как раз под это перестроили автоматизированную линию резки.

Производственные нюансы, которые влияют на всё

На сайте https://www.zxth.ru мы не зря указываем про CNC-оборудование — для коробчатых сечений это принципиально. Ручная сварка всегда даёт эксцентриситет, а при длине колонны 12 метров даже 3 мм отклонения могут обернуться проблемами при монтаже.

Запомнился случай с мостовыми пролётами в Шэньси: делали колонны с расчётным сопротивлением Ryn 245 МПа, но поставщик прислал сталь с повышенным содержанием углерода. Пришлось на ходу менять технологию сварки — увеличили подогрев до 150°C, иначе бы пошли трещины в околошовной зоне.

Сейчас мы в ООО Шэньси Чжисинь Тяньхун Металл Мануфэкчуринг для ответственных объектов всегда делаем выборочный ультразвуковой контроль стыковочных швов. Да, это удорожает конструкцию на 7-10%, но зато полностью исключает брак на объекте.

Монтажные хитрости, которые приходят с опытом

При монтаже стальные колонны коробчатого типа высотой более 8 метров мы всегда используем временные распорки из швеллеров. Многие бригады экономят на этом, но потом не могут выставить вертикаль с допуском 1/1000 от высоты.

На том самом объекте с коммерческим центром, где колонны располагались с шагом 6 метров, пришлось разрабатывать особую схему строповки — обычные траверсы не подходили из-за риска повреждения огнезащитного покрытия. В итоге сделали захваты с нейлоновыми прокладками.

Самое сложное — это стыковка с железобетонными ядрами жёсткости. Здесь мы всегда оставляем технологический зазор 20-30 мм, который потом зачеканиваем безусадочным раствором. Раньше пробовали делать жёсткое сопряжение, но из-за разницы температурных деформаций появлялись трещины в отделке.

Типичные ошибки и как их избежать

Чаще всего проблемы возникают с антикоррозионной защитой. Видел объекты, где стальные колонны коробчатого типа красили по месту, без надлежащей подготовки поверхности. Через год появлялись вздутия, особенно в зонах конденсата.

У нас на производстве в провинции Шэньси решили эту проблему переходом на дробемётную очистку до Sa 2.5 с последующим нанесением цинкосиликатного грунта. Да, это увеличивает цикл производства на сутки, но зато гарантирует защиту на 25 лет.

Ещё одна ошибка — неправильный расчёт огнестойкости. Для колонн с толщиной стенки менее 8 мм стандартная базальтовая вата не обеспечивает предел огнестойкости R90. Приходится либо увеличивать толщину, либо переходить на вспучивающиеся покрытия — что в 3 раза дороже.

Перспективы развития технологии

Сейчас экспериментируем с комбинированными сечениями — внутри стальные колонны коробчатого типа заполняем высокопрочным бетоном. Это даёт прирост несущей способности до 40%, но появляются сложности с анкеровкой арматуры.

Для мостовых конструкций начали применять стали с пределом текучести 390 МПа вместо стандартных 245. Металл дороже, но за счёт снижения массы фундаментов получаем экономию около 15% по смете.

Из последних наработок — разработали типовой узел сопряжения с сборными железобетонными перекрытиями. Используем тавровые стальные плиты с анкерами, которые замоноличиваются в плиту. Решение оказалось на 20% эффективнее классических закладных деталей.

Практические советы по выбору поставщика

Когда обращаетесь в такие компании как наша ООО Шэньси Чжисинь Тяньхун Металл Мануфэкчуринг, всегда спрашивайте про сертификаты на сварку. Мало иметь оборудование — важно, чтобы технология была аттестована для конкретных марок сталей.

Обязательно проверяйте наличие собственной лаборатории. Мы на своём опыте убедились, что выходной контроль механических свойств сварных соединений предотвращает 90% проблем на объекте.

И последнее: не экономьте на проектировании узлов. Лучше заплатить проектировщику за деталировку, чем потом переделывать колонны из-за неправильно рассчитанных диафрагм жёсткости. Как показывает практика, экономия на этапе проектирования оборачивается двукратными потерями на стройплощадке.