[Potap]

Хочу попросить совета в одном вопросе:
- Каркасное здание. Каркас м/к вцелом. Но первый этаж здания открытый. Нет хороших идей по тепловой рассечке каркаса, поэтому предполагается схема, что первый этаж (колонны и перекрытие) ж/б, потом идет металлокаркас. Принципиально заказчег хочет видеть на всех этажах стальные круглые колонны (стальные здесь ключевое слово). Поэтому принимается, что на первом этаже стальные колонны будут являться неснимаемой опалубкой для ж/б колонн. Стальные круглые колонны для остальных этажей 325х10, т.е. возникает вопрос:
1. а существуют ли методики расчета и изготовления ж/б колонн, что учитывают столь мощную неснимаемую опалубку? На выходе мы должны получать резкое падение армирование вплоть до отсутствия оного (только конструктивное - трещиностойкость)
2. Вообще имееет ли смысл в таком случае говорить о ж/б колонне? Может нужно рассмотреть обычную стальную колонну, в верхней части которой установлена арматура (продольне стержни и хомуты на глубину 0.5 сверху. В базе колонны под трубой вырезаются отверстия и колонна заливается бетоном.
Мало занимаемся ж/б конструкциями, поэтому прошу совета

[Om81]

Никогда не пройдет по пожаростойкости такая "несъемная" опалубка, если ее не покрывать чем-то.. Да и металл. трубы сами по себе тем более..

[СаSHа]

Сталкивался раз с круглыми колоннами(вообще крайне не рекомендуется использовать их в качестве колонн-трубы должны лежать)...и к вопросу о заполнении онной бетоном-есть расчет...на то чтоб не разорвало ее-если понадобится-могу покапаться/вспомнить в какой книге есть данный расчет!!!

[AIK]

Я бы делал откровенно ж/б колонну с армированием в полный рост. Заказчику бы объяснил, что огнезащита трубы по стоимости дороже самой трубы, особенно если учесть необходимость восстановления огнезащиты каждые 3-5 лет. В уровне перекрытия естественно трубу надо срезать. Как я понял из вопроса, заказчику стальная труба нужна по дизайну, стал быть и проходить она должна по ведомству отделочных материалов.

[Potap]

Вношу пояснения: заказчег крупный торговец металлопрокатом, поэтому стальные колонны (или хотя бы их вид) или есть или проекта вообще нет.

AIK, мы пока склоняемся именно к Вашему подходу. Однако есть довольно известные работу по упрочнению (или ремонту) ж/б колоннн навивкой композитных материалов. Т.е. возникает мощное внешнее армирование, которое значительно повышает несущую способность. Причем результаты говорят, что более важно пеперечное по отношению к колонне армирование. А в описанном мною случае изотропное внешнее армирование возникает самой (только адгезия хуже). Поэтому и есть желание его использовать.

СаSHа буду очень благодарен если сможете чем-то помочь. Напишите мне на мыло. Чтобы не возникло вопроса о бесплатном шевелении можем привлечь в Вас в качестве консультанта по конкретному узкому вопросу.

[AIK]

И я и Om81 совсем не имели в виду что металл труб не работает в составном сечении. Просто если он включен в работу, то предел огнестойости труб 2,5 часа и ни цента меньше. В ваших политкорректных краях я думаю европожарники требуют того же.

[NIPIOLEG]

В первую очередь надо разобраться со степенью огнестойкостью колонн, т.е. для чего используется здание и соответственно категорию, если незащищенные металлические колонны проходят то можно использовать их не только как опалубку, а как несущие элементы. По поводу того что труба должна лежать не согласен, почему бы не использовать как колонны, узлы сложноваты но не смертельно - вполне применимы. Если по огнестойкости не проходит то из расчета придется исключить и делать ж/б колонны с несьемной опалубкой.
или чем нибудь защитить металл

[Potap]

Огнестойкость колон должна быть 2 часа. Колонны нужно защищать без сомнений. Значит вид стали теряем. Но все равно здание выше первого этажа делаем из м/к, поскольку сроки монтажа несравнимы и как говорится работа из материала заказчега. Огнезащиту колонн можно делать параллельно отделочным работам на здании.

Итак мой вопрос трансформируется: Если в качестве неснимаемой опалубки используется мощная стальная труба. Огнезащитные мероприятия обеспечивают работу трубы на необходимое время. Как учесть усиление колонны (если можно ссылку на какую литературу). Если предполжить составное сечение, то очевидно, что выпадает необходимость в армировании бетона (да и необходимость в самом бетоне не велика). Думаю что существуют более сложные модели такого взаимодействия.

[Om81]

Сообщение от СаSHа Сталкивался раз с круглыми колоннами(вообще крайне не рекомендуется использовать их в качестве колонн-трубы должны лежать)...

Вот это интересно.. Почему трубы должны лежать?) Ведь именно труба - самый рациональный профиль для работы на сжатие (по устойчивости)...

[NIPIOLEG]

Сообщение от Om81 Сообщение от СаSHа Сталкивался раз с круглыми колоннами(вообще крайне не рекомендуется использовать их в качестве колонн-трубы должны лежать)... Вот это интересно.. Почему трубы должны лежать?) Ведь именно труба - самый рациональный профиль для работы на сжатие (по устойчивости)...

полностью согласен
тем кто не верит попробуйте сравнить колонны из двутавра и трубы
недостаток только в том что узлы примыканий со всякими скруглениями получаются

[Potap]

недостаток только в том что узлы примыканий со всякими скруглениями получаются

Надо смотреть вперед. Сейчас плазменная резка уже не роскошь, а необходимость. Фасонки произвольной формы с высокой степенью точности.
К тому же круглая труба обычно дешевле.

[ppv]

Наверное, нужно начать сначала - почему железобетон. Можно ведь и без него - речь о тепловой защите здания.
Возможно провести теплотехнический расчет с включениями, утеплить колонны ниже уровня первого этажа и в уровне этажа... Это решаемая задача, нежели думать про ж.б...

[Om81]

:shock: а как заполнение железобетоном колонн связано с теплотехникой здания?..

[ppv]

Om81

Каркас м/к вцелом. Но первый этаж здания открытый. Нет хороших идей по тепловой рассечке каркаса, поэтому предполагается схема, что первый этаж (колонны и перекрытие) ж/б, потом идет металлокаркас.

[Om81]

Да.. изначальная задача потерялась в обсуждениях)) Тогда не совсем понятно, чем поможет бетон/ж/б - ведь он не является теплоизоляцией(?)

[Серёга - Bilder]

Potap:

Итак мой вопрос трансформируется: Если в качестве неснимаемой опалубки используется мощная стальная труба. Огнезащитные мероприятия обеспечивают работу трубы на необходимое время. Как учесть усиление колонны (если можно ссылку на какую литературу). Если предполжить составное сечение, то очевидно, что выпадает необходимость в армировании бетона (да и необходимость в самом бетоне не велика). Думаю что существуют более сложные модели такого взаимодействия.

Постараюсь ответить понятно на Ваш вопрос.
Если мощьную стальную трубу (колонну) заполнить бетоном (просто бетон без арматуры) и загрузить - что мы получим? - в силу разницы в модуле деформации стали и бетона (пусть разница и не большая - как в институте учили, но в данном случае ею пренебрегать нельзя) произойдёт перераспределение напряжений между сталью и бетоном (одно будет "растянуто" - локально в месте контакта бетон-сталь, другое - сжато). Ну а дальше: бетон держится за внутреннюю поверхность трубы только за счёт адгезии. При возникновении сдвигающих (кассательных) напряжений в зоне кантакта сталь-бетон - очень быстро наступит отрыв, а следовательно: получаем 2 независимых (условно) друг от друга конструкции: бетонная колонна в стальной обойме. Мне кажется это не очень-то желанный результат? - т.к. чисто бетонное сечение колонны как Вы говорите не пройдёт по несущей способности - начнёт растрескиваться, и останется труба набитая щебнем....

Если внутрь стальной трубы (колонны) поместить мощьный арматурный каркас - расщитанный на несущую способность без учёта трубы - получится что мощьная труба вроде как и не нужна - только как облицовка/опалубка по желанию заказчика.

Чтобы включить в работу бетонного/железобетонного сечения колонны стальную оболочку (трубу) - необходимо установить анкера (приваренные к внутренней стороне оболочки и надёжно связывающие бетон и трубу). Анкера эти не просто "на авось" ставятся, а по хитрому расчёту. К сожалению где взять эти расчёты - ума не приложу... Знаю что такие конструкции применяются в гидротехническом строительстве (высоконапорные гидротехнические туннели и водоводы ГЭС), когда необходимо стальную облицовку водовода/туннеля включить в работу железобеттнной обделки. Спросить расчёт я могу на работе (у нас работают 2 тоннельных глав.спеца из гидропроекта) но я на 90% уверен что делиться такими знаниями они не захотят...

А теперь пара вопросов: в первом своём посте вы написали

.....на первом этаже стальные колонны будут являться неснимаемой опалубкой для ж/б колонн. Стальные круглые колонны для остальных этажей 325х10.......

325х10 - это не такая уж мощьная стальная колонна... - сколько этажей Ваше здание предполагается? Если всё так просто что и такая колонна без заполнения бетоном проходит - может не стоит лепить горбатого...
Далее, если на всех остальных этажах просто стальные колонны - значит там вопрос с их огнезащитой решен - почему же вопрос встаёт об огнезащите колонн первого этажа? Следовательно вопрос об огнезащите отпадает.
Далее, раз на остальных этажах проходят полые (без бетона) стальные колонны - скорее всего и на первом этаже они пройдут без бетона (в крайнем случае можно увеличить толщину стенки трубы или взять следующий по сортаменту профиль - ну это Вы лучше меня умеете делать наверно) - так к чему связываться с бетоном и арматурой внутри колонн?! - если Вас пугают сложными стыками колонна-перекрытие - пусть боятся те, кто не умеет конструировать!!!

Удачи!

Рекомендую почитать книжицу "Конструкции из стальных труб заполненных бетоном" авторы: Кикин Санжаровский, Труль...
Серега я с тобой не согласен - поясню чуть позже...

[Серёга - Bilder]

Буду рад если меня поправят знатоки, ибо в этой теме (колонны-каркасы) - я, в общем-то, любитель... :roll:

[Om81]

Там видимо имеет место трехмерное НДС бетона.. (одноосное сжатие без возможности расширения), так что напрямую не получится сравнивать Е железа и бетона))

[Potap]

Во первых спасибо, не ожидал, что тема вызовет неподдельный интерес и очень рад этому. Попытаюсь ответить всем:

Серёга - Bilder: мне кажется, что не совсем точно Вы отразили структуру работу такого составного сечения. Предлагаю рассуждать так: колонна не имеет стальной опалубки на обох концах - верху это не нужно (да и нет смысла заводить сталь в перекрытие по сути задачи), внизу не можно. Тогда имеем ж/б колонну с дополнительно армированной серединой, поскольку нагрузки на стальную трубу передаются только через касательные напряжения трения между ж/б колоной и стальной трубой. Причем передача тем сильнее, чем выше осевое усилие на колонну. Если прибегнуть к простой визуальной модели, то можно представить веретенообразную колонну, диаметр средней части которой пропорционален осевому усилию. Очень хороший эффект и для устойчивости колонны и для осевого разрушения под давленим. Заметьте, я даже слово адгезия не упомянул, поскольку согласен, что она нарушится. Поэтому и получается, что негативна только трещинастойкость и армирование минимально (конструктивное). Насчет второго вопроса, то Вы смотрите в самую суть и я признаю, что стык стальная колонна - ж/б перекрытие меня действительно пугает. Если можете что подсказать или отослать к какой серии буду очень благодарен.

ЛИС - Спасибо, буду искать книгу, очень помогли.

ppv и Om81 прямо не в бровь а в глаз! Задача действительно в теплотехнике. Ход моих мыслей был таков (если поправите меня буду благодарен). Раз первый этаж открытый, то применить схему здания со стальным каркасом и монолитным по стальным ригелям перекрытием для него никак. Только если потом изолировать перекрытие снизу и все колонны. Дополнительно напомню, что колоннам требуется хотя бы вид круглый, стальной (пусть даже и крашенный). Поэтому решение отмел как малоэффективное (обшить все колонны и перекрытие думаю будет трудно, да и изоляция не менее 200мм потребуется). Делаю вывод, что перекрытие и колонны должны быть ж/б. Пусть бетон и не изолятор, но теплопроводность гораздо ниже стали, что даст тепловую рассечку и позволит утеплять только перекрытие и не трогать колонны, что в свою очередь позволит одеть колонны в неснимаемую стальную опалубку и выполнить архитектурное задание. Буду рад если у Вас иное мнение.