Для колонн и стоек, работающих на центральное сжатие, принимается как правило квадратное сечение, иногда прямоугольное, круглое или кольцевое.
Если эксцентриситет большой (как правило при внецентренном сжатии) поперечное сечение колонн принимается прямоугольным. При этом большие стороны прямоугольника располагаются параллельно оси, относительно которой имеется эксцентриситет.
Также сечения могут быть тавровыми или двутавровыми.
В целях стандартизации прямоугольные и квадратные сечения колонн принимаются кратными 50 мм.
Для монолитных колонн рекомендуется поперечное сечение не менее 250 мм.
Бетон для колонн используют не ниже класса В15 (С12/15), а для очень нагруженных не ниже В25 (C20/25).
Колонны армируются продольными стержнями арматуры диаметром ≥ 12 мм из стали класса А400C или А500C и поперечными стержнями или хомутами из стали класса А240C
Размеры поперечных сечений следует принимать такими, чтобы гибкость l0/r относительно любой из осей поперечного сечения не превышала 120.
Толщину защитного слоя бетона следует принимать ≥ диаметра стержней продольной арматуры и не менее 20 мм. Если в качестве продольной арматуры используется полосовая, угловая или фасонная сталь (в колоннах с жестким каркасом), толщина защитного слоя принимается ≥50 мм;
Расстояние в свету между вертикальными стержнями арматуры, расположенными при бетонировании вертикально, должно быть ≥ 50 мм. Расстояние между стержнями продольной арматуры, расположенными при бетонировании горизонтально или под наклоном принимается ≥ 25 м. для арматуры нижней части сечения и ≥ 30 мм для арматуры верхней части сечения. Кроме того, это расстояние во всех случаях принимается ≥ наибольшего диаметра арматуры;
Поперечные стержни или хомуты устанавливаются без расчета, но с соблюдением следующих требований:
- при ширине поперечного сечения колонны ≤ 400 мм и количестве продольных стержней ≤ 4 проектируются плоские сварные каркасы без дополнительных стержней или одиночные хомуты;
- при ширине поперечного сечения > 400 мм или количестве продольных стержней > 4 устанавливаются дополнительные стержни на одной из сторон или ставятся двойные хомуты;
- вместо двойных хомутов допускается ставить соединительные шпильки ;
- перегибы хомутов предусматривают на расстояниях ≤ 400 мм по ширине поперечного сечения элемента.
Конструкция вязаных хомутов колонн должна быть такова, чтобы продольные стержни (по крайней мере через один) располагались в местах перегиба хомутов, а эти перегибы - на расстоянии не более 400 мм по ширине сечения колонны. При ширине грани не более 400 мм и числе продольных стержней у этой грани не более четырех допускается охват всех продольных стержней одним хомутом.
Расстояние между стержнями поперечной арматуры принимается ≤ 15 d для вязаных каркасов и ≤ 20 d для сварных каркасов, чтобы предотвратить боковое выпучивание продольных стержней арматуры. При этом во всех случаях это расстояние принимается ≤ 500 мм, где d - это наименьший из диаметров продольных сжатых стержней.
В колоннах с коэффициентом армирования продольной арматурой > 3% поперечные стержни или хомуты ставятся на расстояниях ≤ 10d и ≤ 300 мм.
Диаметр поперечной арматуры в сварных каркасах принимается:
- 5-6 мм - при d = 14-20 мм продольных стержней;
- 8 мм - при d = 22-25 мм;
- 10 мм - при d = 28-32 мм;
- 12 мм - при d = 36-40 мм;
В вязаных каркасах диаметр хомутов принимается ≥ 5 мм и ≥ 0,25d, в данном случае d - наибольший диаметр стержней продольной арматуры.
Как правило при изготовлении вязаных каркасов используются хомуты из проволоки класса А240С диаметром 6-8 мм.
Если проектом предусматриваются закладные металлические детали, то они не должны выступать за плоскость граней элементов. Закладные детали должны привариваться к рабочей арматуре или быть надежно заанкеренными в бетон посредством специальных анкерных крюков или стержней.
Схемы армирования колонн.
1. Колонна сечением 400х400мм.
2. Колонна сечением 500х500мм.
3. Колонна сечением 600х400мм.
4. Колонна сечением 900х250мм.
5. Колонна диаметром 500мм.
6. Г-образная колонна сечением 450х450х250х250мм.
7. Г-образная колонна сечением 400х800х250х250мм .
8. Т-образная колонна сечением 700х500х250х250мм.
9. Колонна призматической формы.
10. Z-образная колонна сечением 700х650х600х250х250х250мм
Примечание:
Размещение арматурного стержня на внутреннем углу Г, Т и Z-образных колонн не является обязательным по следующим причинам:
- он не значительно увиличивает прочность на изгиб, поскольку растягивающие напряжения возникают на внешних углах;
- он не значительно увеличивает устойчивость, в частности, в случае сейсмического воздействия произойдет откол бетона внутреннего угла , поскольку хомуты не удерживают стержень от перемещения.
PS: Во всех случаях этот стержень можно установить конструктивно, без учета в расчете.