Svařované sloupy

Sloupce slouží k přenosu zatížení z výše umístěných konstrukcí přes základy do terénu. Každý sloup (obr. 8.18) se skládá ze 3 hlavních částí:

• tyč – hlavní nosný prvek sloupu;
• hlavu, která slouží jako podpěra nadložní konstrukce a roznáší zatížení po průřezu tyče;
• základna (botka), která roznáší koncentrované zatížení z tyče po povrchu základu a zajišťuje sloupek v základu.

Nejběžnější typy sloupců jsou uvedeny v rýže. 8.18. Nejjednodušší sloup v konstrukci je válcovaný I-nosník (rýže. 8.18, a). Nedoporučuje se však používat válcovaný I nosník v případech, kdy je použito dodatečné ztužení (vazníky) v rovině nižší tuhosti.

Složené I-sekce se rozšířily (rýže. 8.18, v).

Průřezy prvků (police a stěny) jsou voleny tak, aby byla zajištěna stejná tuhost v obou směrech. Takové kolony mají poměrně vysokou vyrobitelnost a jsou ekonomické z hlediska nákladů na kov. Z ekonomického hlediska ještě racionálnější svařované sloupy trubkový úsek (rýže. 8.18, g). Kvůli nedostatku potrubí se však takové sloupy používají zřídka.

Stále více a více využívané svařované sloupy z válcovaných širokopřírubových I-nosníků. Tento profil má vysokou tuhost v rovině stěny i mimo ni a vyžaduje minimální náklady výroba svařovaného sloupu.

V některých případech se používají jiné sekce (rýže. 8.18, d).

Podle toho, jak je zatížení sloupem přenášeno, se rozlišují středově a excentricky stlačené sloupy.

Centrálně komprimované pilíře pracovat na podélné síle působící podél osy sloupu a způsobující rovnoměrné stlačení příčného průřezu.

Středově stlačené sloupy mohou být buď plné stěny, nebo příhradové. Pro vysoké zatížení a malé výšky se používají plnostěnné sloupy, pro nízké zatížení a vysoké výšky naopak sloupy příhradové.

U středově stlačených sloupů působí zatížení buď přímo na střed části sloupu, nebo symetricky vzhledem k ose tyče.

Excentricky stlačený svařované sloupy Kromě axiálního stlačení od podélné síly pracují také na ohybu od momentu.

• podle typu – s konstantní a proměnnou výškou sekce;
• dle provedení průřezu tyče – na plnostěnné a příhradové (průchozí), skládající se ze samostatných větví spojených vzpěrami nebo prkny.

Rýže. 8.18. Pevný sloup

Základní principy návrhu svařovaných sloupů

Hlava svařovaný sloup je podpěra pro nadložní konstrukci (nosník, vazník) a roznáší soustředěné zatížení na sloup rovnoměrně po průřezu táhla.

Konstrukce umístěné nahoře spočívají na sloupu shora nebo přiléhají ke straně. V případě podepření shora se často používá řešení, kdy podpěrná jednotka nadložní konstrukce má příčné žebro s vyfrézovaným koncem vyčnívajícím 15 mm, přes které je přenášen tlak na sloup (obr. 8.19).

Někdy se používá řešení, ve kterém je nosný tlak přenášen vnitřním žebrem umístěným nad přírubou sloupu (rýže. 8.19, d, f).

Pokud je síla z výše uvedené konstrukce přenášena přes základní desku (rýže. 8.19, b) na vyfrézovaném konci sloupu jsou z konstrukčních důvodů provedeny svary uchycující základovou desku s minimálním průřezem dle SNiP P-23-81*. Výkres poskytuje pokyny pro frézování konce sloupu.

V případě přenosu tlaku přes vyčnívající konec žebra (rýže. 8.19, c, d) – opěrný tlak se přenáší nejprve na opěrnou desku hlavy sloupu, poté na opěrnou hranu hlavy a z této hrany na stěnu svařovaný sloup (nebo traverz v průchozím sloupci) (viz. rýže. 8.19, c, d) a je pak rovnoměrně rozložena po průřezu tyče. Nosná deska hlavice slouží k přenosu tlaku z konců nosníku na nosná žebra hlavice, její tloušťka se proto určuje nikoli výpočtem, ale konstrukčními hledisky (nepřesnost žeber nosníku a sloupu, deformace nosná deska od svařování atd.), obvykle akceptována 16, 25 mm.

Ze základní desky je tlak přenášen na nosná žebra hlavy prostřednictvím vodorovných svarů připevňujících konce žeber k desce.

Při podepření konstrukcí na sloup ze strany (obr. 8.20) vertikální reakce se přenáší přes hoblovaný konec opěrného žebra nosníku na konec opěrného stolu a z něj na pásnici sloupu. Tloušťka podpěrného stolu se bere o 5 mm větší než tloušťka podpěrného žebra nosníku. Pokud podpěrná reakce nosníku nepřesáhne 10 kN, je podpěrný stůl vyroben ze silného rohu s odříznutou přírubou. Pro větší reakci je stůl vyroben z plechu s hoblovaným horním koncem. Švy uchycující stůl ke sloupku (každý samostatně) jsou dimenzovány na 200/2 nosné reakce. To zohledňuje možnou nerovnoběžnost konců nosníku a stolu v důsledku nepřesností ve výrobě a s tím spojenou nerovnoměrnost přenosu tlaku mezi konci.

Nosná hrana nosníku je připevněna k přírubě sloupu pomocí šroubů s hrubou nebo normální přesností, umístěných v otvorech, jejichž průměr je o 3 mm větší než průměr šroubů, protože existují případy, kdy s malými odchylkami v otvorech nosník může viset na šroubech a nesmí se dotýkat podpěrného stolu.

Základna sloupu (botka) slouží k rovnoměrnému rozložení soustředěného tlaku z tyče sloupu po podpěrné ploše a zajišťuje upevnění spodního konce sloupu v souladu s přijatým konstrukčním schématem.

U centrálně stlačených sloupů mohou být základny kloubové nebo tuhé. Sklopné základny mají jednodušší konstrukci (rýže. 8.21, a). Jsou připevněny kotevními šrouby přímo k základní desce (dva nebo někdy čtyři kotevní šrouby). U silně zatížených sloupů se pro rovnoměrné rozložení tlaku při přenosu na základovou desku instalují traverzy a žebra.

Pevné základny mají obvykle alespoň čtyři kotevní šrouby, které jsou připevněny k příčníkům (rýže. 8.21, b). Proto je po utažení šroubů eliminováno otáčení sloupu na podpěře.

Tloušťka základové základové desky se stanoví výpočtem. Z konstrukčních důvodů však minimálně 20 mm.

Kotevní šrouby jsou akceptovány také z konstrukčních důvodů: pro kloubové základny 0 20, 30 mm nebo více (v závislosti na síle sloupu). Kotevní šrouby se při montáži vkládají do speciálních ok, jejichž šířka je o 10 mm větší než průměr šroubu, nebo se provlékají mezi traverzami. Poté se na šrouby nasadí podložky o tloušťce 30–20 mm s otvory o 30 mm větší, než je průměr šroubu, nebo kotevní dlaždice o tloušťce 3–30 mm. Matice se dotáhnou a podložky (dlaždice) se přivaří montážním přivařením k desce nebo traverzám.

U lehkých sloupů je základní deska obvykle přivařena k příčníkům a tyči sloupu. U těžkých sloupů se častěji používá způsob instalace bez vyrovnání. V tomto případě se vyfrézuje konec sloupu a povrch desky, deska se pomocí instalačních šroubů vyrovná do projektované polohy na základu, zalije se tekutou maltou a poté se sloup na desku osadí.

Délka kotevního šroubu, řezná délka a maximální velikost oka se bere v závislosti na průměru kotevního šroubu podle SNNP I-23-81*.

Patky sloupů se zpravidla instalují 500 mm pod úroveň podlahy budovy a zabetonují se z důvodu ochrany proti korozi.

Patky excentricky stlačených průchozích sloupů mají mnoho společného s patami středově stlačených sloupů, protože větve sloupu jsou zatíženy středovou podélnou silou (obr. 8.22). Proto je výpočet a návrh patek excentricky stlačovaných průchozích sloupů obdobný jako výpočet a návrh patek středově stlačovaných sloupů.

V případě velkého ohybového momentu a nevýznamné podélné síly může dojít k napětí v jedné z větví sloupu a bude mít tendenci se odtrhnout od základu. Napnutá větev je přitažena k základu kotevními šrouby, takže v tomto případě šrouby fungují a jejich průřez je určen výpočtem.

Patky excentricky stlačených masivních sloupů mají protáhlý tvar v rovině působení momentu a velké osazení kotevních šroubů (rýže. 8.23 a 8.24).

Při navrhování patek sloupů, kdykoli je to možné, se snažíme používat jednoduchá řešení s minimálním počtem dílů a švů dostupných pro svařování.

Máte nějaké dotazy? Informace o tématech, která vás zajímají, získáte kontaktováním manažerů naší společnosti telefonicky na čísle +7 951 895 82 77, e-mailem na adrese [email protected] nebo zasláním zprávy prostřednictvím formuláře pro zpětnou vazbu.

Rýže. 8.19. Hlavy sloupu, když jsou na nich konstrukce podepřeny shora: a – přenos síly přes opěrné žebro: b – přes opěrnou desku; c, d – kombinovaný přenos síly: d, c – přes vnitřní žebro