Что такое ветроустойчивая-колонна из стальной конструкции?
Ветроустойчивая-колонна из стальной конструкции, обычно называемая ветровой колонной или противо-ветроустойчивой колонной, представляет собой вертикальный элемент, установленный на торцевой стене фронтона предварительно-стального здания. Его цель — воспринимать боковое давление ветра, действующее на торцевую-облицовку стен и стеновые балки, и безопасно передавать эту горизонтальную силу на фундамент здания и систему распорок крыши.
В отличие от колонн основного каркаса, ветроустойчивая-колонна спроектирована как изгибаемый элемент, который воспринимает небольшую вертикальную гравитационную нагрузку от крыши или вообще не воспринимает ее вообще. Его сечение выбирается с учетом огибающей ветрового-момента на конце фронтона, а не с учетом комбинированного действия силы тяжести и бокового действия. В зданиях с портальным каркасом ветровые колонны располагаются через равные промежутки вдоль фронтонной стены и соединяются с поясами стен, поэтому ветровые нагрузки на облицовку собираются поясами и передаются на ветровые колонны, а не создают-из-прогибы из плоскости на торцевой-каркас стены.
Как работает путь загрузки
Давление ветра на торцевую стену сначала воспринимается стеновыми панелями и передается на стеновые балки.
Пояса проходят между ветровыми колоннами и передают силу каждой колонне в точках ее соединения.
Силы ветра, действующие на нижнюю часть колонны, передаются через основание колонны на фундамент.
Ветровые силы, действующие на верхнюю часть, передаются через верхнее соединение колонны в систему горизонтальных связей крыши, которая распределяет их на соседние колонны каркаса и вниз к фундаментам.
Таким образом, ветровая колонна преобразует большую распределенную нагрузку на фасад в небольшое количество контролируемых точек реакции, ограничивая-вне-деформацию, вибрацию и повреждение облицовки на конце фронтона во время сильных ветров.
Ключевые компоненты системы ветровых колонн
Ветрозащитная-колонна работает как часть согласованной системы, а не как отдельный элемент:
Раздел столбца:обычно это сварной или горячекатаный-прокатный двутавровый-профиль, двутавровый-профиль или полый профиль, рассчитанный на боковой изгиб и контроль смещения.
Опорная плита и анкерные болты:распределять реакцию колонны на бетонное основание и противостоять подъему и сдвигу, вызванным всасыванием и давлением ветра.
Верхнее соединение:щелевое или гибкое соединение с фермой или стропилом крыши, позволяющее вертикально перемещать крышу без воздействия силы тяжести на ветровую колонну.
Стеновые балки (секции C или Z):горизонтальные элементы, проходящие между ветровыми колоннами и поддерживающие облицовку стен.
Провисающие тяги и рулевые тяги:стабилизируют пояса и предотвращают крутильную деформацию под действием ветра.
Болты и сварные швы:высокопрочные-болты и структурные сварные швы, которые соединяют компоненты в единую ветроустойчивую-раму.
Ветроустойчивая-колонна по сравнению с колонной основной рамы
Путать ветровые колонны с колоннами основного каркаса — одна из самых распространенных ошибок при закупках стальных зданий. У этих двух участников разные механические роли, местоположения и связи.
| Элемент | Колонна основной рамы | Ветро-стойкая колонна |
|---|---|---|
| Механическая роль | Комбинированный осевой и изгибаемый элемент: выдерживает вертикальные гравитационные нагрузки (крыша, оборудование, снег) вместе с горизонтальными нагрузками. | Изгибный элемент: противостоит горизонтальному воздействию ветра на фронтонную стену и не участвует в распределении вертикальной гравитационной нагрузки. |
| Расположение | Расположены в продольных пролетах здания, поддерживая стропила основного каркаса. | Устанавливаются у фронтонных (торцевых) стен, обычно в ряд вдоль торцевой-линии стены. |
| Верхнее подключение | Обычно жесткое или косыночное-крепление пластины к стропилу. | Соединение, фиксирующее смещение-(отверстие с прорезью или пружинная пластина), чтобы не препятствовать движению крыши. |
| Базовое соединение | Жесткий или закрепленный покадровый анализ. | Обычно закреплены штифтами или жестки только в консольном типе. |
| Дизайн раздела | Большое сечение со строгими проверками гибкости и устойчивости при комбинированных нагрузках. | Меньшая секция оптимизирована с учетом-чувствительности к ветровой нагрузке и жесткости-и-экономии веса. |
Распространенные конструктивные типы двускатных ветровых колонн
Конструктивная система двускатной ветровой колонны классифицируется по соединению основания колонны с фундаментом и вершины колонны с системой крыши.
Консольного (фиксированного-основания) типа
Основание колонны жестко соединено с фундаментом, а верх колонны соединен с фермой крыши посредством гибкой пружинной пластины. Колонна ведет себя как большая вертикальная консоль, выдерживая полную горизонтальную ветровую нагрузку от стены и передавая ее непосредственно на фундамент. Этот тип подходит для традиционных промышленных зданий с тяжелой-крышой или длинными-пролетами, в которых система крыши не должна воспринимать нагрузки на фронтонные стены.
Просто поддерживаемый тип
Основание колонны закреплено штифтами, а верх колонны соединяется с системой крыши через пластину с прорезями-отверстиями или пружинную пластину. Колонна выдерживает только собственный-вес и горизонтальные ветровые нагрузки; верхняя реакция переносится в систему горизонтальных связей крыши. Этот тип обеспечивает высокие допуски при установке и является стандартным стандартом для стандартных мастерских по производству легкой-стали стали.
Каркасный-интегрированный тип (несущая колонна)
Ветровые колонны интегрированы в рамную систему портала. Основание колонны может быть штифтовым или жестким, а верх колонны жестко приварен или прикреплен болтами к стропилам крыши. Вертикальные нагрузки на крышу и горизонтальные ветровые нагрузки распределяются между основной рамой и ветровыми колоннами, что снижает изгибающий момент в конце-стропилах пролета. Этот тип используется в современных цехах по производству портальных конструкций легкой-колеи, где тоннаж стали должен быть сведен к минимуму.
Рекомендации по проектированию и выбору
Расчет ветровой нагрузки.Ветровые нагрузки на фронтонную стену определяются на основе базовой скорости ветра, категории воздействия, высоты здания и фактора важности с использованием кода нагрузки, применимого к проектной площадке (например, GB 50009 для проектов в Китае, ASCE 7-22 для проектов в США или EN 1991-1-4 для европейских проектов). Затем секция ветровой колонны проверяется на изгиб, сдвиг, отклонение и силы соединения при определенных сочетаниях нагрузок.
Гиртовая система.Ветровые колонны могут комбинироваться с системой врезных или обходных поясов. Байпасная система популярна для стандартных заводских и складских проектов из-за удобной установки и аккуратного внешнего вида; встраиваемая система подходит для проектов со сложными проемами в стенах или более строгими требованиями к воздухонепроницаемости. Выбор влияет на пролет пояса, расстояние между колоннами и детализацию соединений.
Материалы и стандарты.Ветровые колонны обычно изготавливаются из стали Q235B или Q355B по GB/T 1591, S235JR или S355JR по EN 10025-2 или ASTM A36/A572, класс 50. Общая конструкция может соответствовать GB 51022-2019 для легких зданий с портальной рамой, GB 50018 для холоднодеформированных зданий. разделы EN 1993-1-1 или AISC 360, в зависимости от юрисдикции проекта.
Защита от коррозии.На прибрежных, влажных или открытых промышленных площадках горячее-оцинкование или система окраски, выбранная в соответствии с категориями коррозионной активности ISO 12944, продлевает цикл технического обслуживания и защищает основание колонны и детали соединений.
Запросите специальную цену на ветро-стойкую колонну
Часто задаваемые вопросы
Могу ли я удалить ветровые колонны, чтобы сэкономить на строительстве?
Нет. Ветро-стойкие колонны являются частью системы гравитации и боковой устойчивости сборно--стального здания на фронтоне. Их удаление может привести к чрезмерной деформации стен, раскачиванию конструкции и разрушению облицовки при сильных ветровых нагрузках, а конструкция больше не будет соответствовать действующим строительным нормам.
Что лучше: врезная или обходная система?
Это зависит от проекта. Система обводных лент более популярна на стандартных фабриках и складах, поскольку ее быстрее установить и она выглядит чище. Система вставных поясов предпочтительна для проектов со сложными проемами в стенах, повышенными требованиями к воздухонепроницаемости или более тяжелой облицовкой, где пояс устанавливается между фланцами колонны.
Требуется ли цинкование ветро-стойких колонн?
Рекомендуется использовать цинкование или аналогичную антикоррозионную-систему, что особенно важно для прибрежных, влажных и открытых промышленных зданий. Обработку поверхности следует выбирать в соответствии с категорией коррозионной активности объекта и расчетным сроком службы.
Какие формы сечения можно использовать для ветровых колонн?
Наиболее распространены сварные или горячекатаные двутавровые-профили. Двутавровые профили и прямоугольные полые профили также используются там, где конструкция требует более высокой жесткости на кручение или определенного архитектурного профиля. Последний участок определяется ветровым моментом и пределами отклонения проекта.
Выдерживает ли ветровая колонна нагрузку на крышу?
В консольных и просто оперных типах ветровая колонна детализируется таким образом, чтобы на нее не передавалась гравитационная нагрузка крыши; верхнее соединение обеспечивает вертикальное перемещение. В рамном-интегрированном типе ветровая колонна по своей конструкции разделяет и кровельную, и ветровую нагрузку с основной рамой.
Как упаковываются ветровые колонны на экспорт?
Ветровые колонны обычно закрепляются на сварных стальных транспортных стеллажах или поддонах с защитной оберткой на обработанных поверхностях и в местах соединений, многоточечным-креплением и четко маркированными связками. Мелкие детали, такие как болты и кронштейны, упаковываются в маркированные водонепроницаемые коробки, прикрепленные к основному поддону.