Колонны двуветвевые из листового проката с обвязкой

Колонны двуветвевые из листового проката с обвязкой — это составные вертикальные несущие элементы, состоящие из двух параллельных ветвей (стволов) сварного сечения, соединённых планками или решёткой. ГК «СтилКонстракшн» изготавливает двуветвевые колонны для каркасных зданий пролётом 24–48 м, высотой до 18 м, для подкрановых конструкций грузоподъёмностью до 50 тонн. Производство выполняется на заводе в Брянске из стали 09Г2С, С375 с контролем качества сварных швов (ВИК 100%, УЗК ответственных соединений) по ГОСТ 23118-2019.

Конструктивные типы и технические характеристики

Двуветвевые колонны проектируются с различными типами обвязки ветвей в зависимости от нагрузок и высоты:

Тип обвязки	Сечение ветви	Расстояние между ветвями, мм	Высота колонны, м	Вес 1 п.м., кг	Расчётная нагрузка, кН	Цена за тонну, руб.
Планки (решётка)	Двутавр 300×10/150×12	600–800	10–16	180–320	1800–3500	от 95 000
Решётка треугольная	Короб 350×350×10	800–1200	12–18	250–450	2500–5000	от 98 000
Решётка раскосная	Двутавр 400×12/200×16	1000–1400	14–18	300–550	3000–6000	от 102 000
Планки усиленные	Короб 400×400×12	600–1000	10–14	280–420	2800–4500	от 96 000
Диафрагмы сплошные	Двутавр 500×16/250×20	800–1200	12–16	400–650	4000–7000	от 105 000

Планки (соединительные пластины толщиной 10–16 мм, высотой 200–400 мм) устанавливаются с шагом 1,5–2,5 м и привариваются к ветвям угловыми швами. Решётка треугольная состоит из раскосов под углом 45–60° из уголков 75×6 или швеллеров 14П с шагом треугольников 2–3 м. Раскосная решётка выполняется из профилей, расположенных в одной плоскости (плоская решётка) или в двух плоскостях (пространственная решётка). Диафрагмы — сплошные листы толщиной 10–20 мм, устанавливаемые через 3–5 м в узлах приложения сосредоточенных нагрузок.

Производство двуветвевых колонн из листа

Технологический процесс изготовления включает следующие этапы:

1. Проектирование и расчёт. Разработка КМ/КМД с расчётом колонн на центральное или внецентренное сжатие с учётом работы двух ветвей. Расчётная длина колонны в плоскости рамы (между ветвями) определяется по формуле l₀=μ×H×α, где H — высота колонны, μ=0,7–1,0 (коэффициент приведённой длины), α — коэффициент, зависящий от типа обвязки (для планок α=1,0–1,2, для решётки α=0,8–0,9). Проверка гибкости приведённой колонны λ_пр=l₀/i_пр ≤ 120.
2. Изготовление ветвей. Резка листового проката на стенки и полки ветвей, сборка в двутавровое или коробчатое сечение, автоматическая сварка под флюсом (SAW) продольных швов. Для ветвей длиной 12+ м применяется сварка на стендах с переворачиванием для двусторонних швов. Правка ветвей на прессах для устранения сварочных деформаций (стрела прогиба не более L/1500).
3. Изготовление элементов обвязки. Резка планок из листа 10–16 мм, раскосов из уголков 63×6 – 100×8 мм или швеллеров 14П–20П, диафрагм из листа 10–20 мм. Для раскосов решётки выполняется обработка торцов под углом 30–60° на фрезерных станках для плотного прилегания к ветвям.
4. Сборка колонны. Установка двух ветвей в вертикальном положении на расстоянии 600–1400 мм (в зависимости от расчёта) на сборочном стенде. Выверка параллельности ветвей (отклонение не более 2 мм на 10 м длины), прихватка временными стяжками. Установка планок или раскосов по разметке с контролем шага и углов наклона (для решётки).
5. Сварка обвязки. Приварка планок к ветвям угловыми швами катетом 8–10 мм полуавтоматами MIG/MAG. Для раскосов решётки сварка выполняется по контуру прилегания (обварка торца раскоса по периметру). Диафрагмы привариваются угловыми швами с двух сторон катетом 10–12 мм. Контроль качества швов методом ВИК (отсутствие трещин, пор, непроваров).
6. Изготовление узлов сопряжения. Сварка оголовков (траверсы для опирания балок или ферм из двутавров 30Б1–40Б1 или швеллеров 24П–30П, соединяющие обе ветви), башмаков (опорные плиты 800×1400 или 1000×1600 мм, толщиной 40–60 мм с анкерными болтами М36–М48), консолей для подкрановых балок (из швеллеров 24П–36П длиной 1,5–2,5 м).
7. Контроль геометрии. Проверка прямолинейности колонны лазерным уровнем (стрела прогиба не более 15 мм на всю длину), расстояния между ветвями штангенциркулем (отклонение не более ±3 мм), параллельности ветвей теодолитом. Контроль вертикальности оголовка и башмака (отклонение от перпендикулярности не более 1 мм на 1 м).
8. Неразрушающий контроль. ВИК 100% всех сварных швов обвязки и узлов. УЗК швов приварки консолей подкрановых балок (зона повышенных динамических нагрузок), оголовков и башмаков. Для подкрановых колонн грузоподъёмностью 20+ т выполняется УЗК 100% швов ветвей.
9. Антикоррозионная защита. Дробеструйная обработка до степени Sa 2½, покраска системой C4 (эпоксидный грунт ЭП-057 80 мкм + полиуретановая эмаль 100 мкм) или горячее цинкование для объектов с агрессивной средой. Для подкрановых колонн применяется дополнительный защитный слой в зоне консолей (износостойкая эмаль ХС-759).
10. Маркировка и упаковка. Нанесение маркировки (номер колонны, ось, отметка низа) на обе ветви на высоте 1,5 м. Упаковка колонн в горизонтальном положении с деревянными прокладками под узлы сопряжения, фиксация стальными бандажами. Погрузка на трейлеры длиной 13,6 м (для колонн до 12 м) или негабаритные перевозки (для колонн 15+ м).

Производственная площадка 5000 м² позволяет одновременно изготавливать до 8 двуветвевых колонн длиной 12–14 м. Срок изготовления комплекта из 12 подкрановых колонн для здания 30×72 м — 28–35 рабочих дней с учётом изготовления ветвей, сборки, сварки обвязки, контроля и АКЗ.

Применение двуветвевых колонн

Основные сферы применения:

• Подкрановые здания. Колонны для цехов с мостовыми кранами грузоподъёмностью 10–50 тонн, режимом работы А4–А7 (средний и тяжёлый). Типовое здание 30×72 м с кранами 20 т имеет 12 двуветвевых колонн высотой 14 м с консолями для подкрановых балок на отметке +10,8 м, общий вес колонн — 45–55 тонн.
• Большепролётные здания. Колонны для большепролётных конструкций (спортивные комплексы, выставочные павильоны, логистические центры) пролётом 36–48 м. Высота колонн 15–18 м, расстояние между ветвями 1000–1400 мм, расчётная нагрузка 4000–6000 кН.
• Высотные каркасы. Колонны для многоэтажных производственных и общественных зданий высотой 3–5 этажей (высота колонны 12–18 м при высоте этажа 3,6–4,2 м). Двуветвевая конструкция обеспечивает большую жёсткость по сравнению с одноветвевыми колоннами при меньшем расходе стали (экономия 8–12%).
• Реконструкция зданий. Усиление существующих одноветвевых колонн путём установки второй ветви с обвязкой для увеличения несущей способности при размещении тяжёлого оборудования или установке кранов.
• Мостовые конструкции. Опоры для эстакад, галерей, конвейерных систем высотой 8–15 м с пролётами 18–30 м. Двуветвевые колонны обеспечивают устойчивость к горизонтальным нагрузкам (ветровым, сейсмическим) без массивных связевых систем.

Для подкрановых колонн под краны грузоподъёмностью 32–50 тонн применяются ветви коробчатого сечения 500×500×12 или 600×400×14 мм с раскосной решёткой из швеллеров 18П–24П. Консоли выполняются из швеллеров 30П–36П длиной 2–2,5 м с опорными рёбрами толщиной 16–20 мм. Для кранов режима А7 (более 600 включений в час) предусматриваются дополнительные диафрагмы в зоне консолей с шагом 1,5–2 м.

Преимущества двуветвевых колонн из листа

• Высокая несущая способность. Двуветвевая конструкция имеет радиус инерции в 1,5–2 раза больше, чем одноветвевая колонна аналогичного веса, что обеспечивает большую устойчивость и позволяет воспринимать нагрузки 3000+ кН при высоте 15+ м. Для сравнения: одноветвевая колонна коробчатого сечения 600×600×16 мм высотой 14 м выдерживает 3200 кН, двуветвевая из двух ветвей 400×400×12 мм (расстояние 800 мм) — 4500 кН при меньшем весе (320 кг/м против 360 кг/м).
• Оптимальность для подкрановых нагрузок. Двуветвевая конструкция позволяет рационально воспринимать изгибающие моменты от крановых нагрузок (вертикальные силы от колёс крана, горизонтальные силы торможения тележки). Консоль подкрановой балки крепится к одной ветви, вторая ветвь работает на растяжение/сжатие, образуя пару сил, воспринимающую момент.
• Экономия стали. За счёт рациональной работы ветвей и обвязки расход стали на двуветвевые колонны на 10–15% ниже, чем на одноветвевые колонны сплошного сечения (коробчатые 600×600 или двутавровые с мощными полками) при аналогичной несущей способности.
• Гибкость проектирования. Возможность изменения расстояния между ветвями, типа обвязки (планки, решётка, диафрагмы), сечения ветвей по высоте (переменное сечение с облегчением в верхней части) для точной оптимизации под фактические нагрузки.
• Удобство крепления связей. Обвязка колонны (планки или раскосы) служит местом крепления вертикальных и горизонтальных связей каркаса, что исключает необходимость дополнительных консолей и накладок. Связи крепятся на болтах М20–М30 к планкам или узлам решётки.
• Долговечность в подкрановых зонах. Двуветвевая конструкция лучше работает при динамических нагрузках от кранов (отсутствие концентрации напряжений в одном сечении, как в одноветвевых колоннах). Усталостная прочность выше на 15–20%, что увеличивает ресурс конструкции до 40–50 лет при режиме А5–А6.

Завод оснащён специализированными стендами для сборки двуветвевых колонн длиной до 16 м с автоматическим контролем параллельности ветвей лазерными дальномерами. Применяем технологию предварительной сборки обвязки на прихватках с последующей окончательной сваркой в кондукторах, что обеспечивает точность геометрии ±2 мм на 10 м длины.

Этапы работы над проектом

1. Техническое задание. Получение от заказчика данных о габаритах здания, высоте колонн, пролётах, нагрузках (постоянные, снеговые, крановые). Для подкрановых зданий — параметры кранов (грузоподъёмность, пролёт, режим работы, высота подъёма крюка), расстояние от оси колонны до оси подкранового рельса. Выезд инженера на объект для оценки условий строительства.
2. Разработка КМ/КМД. Проектирование двуветвевых колонн в Tekla Structures с расчётом в SCAD Office. Подбор сечения ветвей, типа и шага обвязки, расстояния между ветвями из условия прочности и устойчивости. Расчёт консолей подкрановых балок, проверка на усталость при циклических нагрузках. Разработка узлов сопряжения с фундаментом, балками, фермами, связями. Срок проектирования — 10–14 рабочих дней.
3. Производство ветвей. Раскрой листового металла, сборка и сварка ветвей двутаврового или коробчатого сечения, правка для устранения деформаций. Контроль геометрии ветвей (прямолинейность, размеры сечения). Срок изготовления ветвей на комплект из 12 колонн — 15–18 рабочих дней.
4. Сборка и сварка колонн. Установка ветвей на сборочном стенде, монтаж элементов обвязки (планок, раскосов, диафрагм), сварка. Изготовление и приварка узлов сопряжения (оголовков, башмаков, консолей). Контроль геометрии собранных колонн. Срок сборки и сварки — 12–15 рабочих дней.
5. Контроль качества. ВИК 100% сварных швов, УЗК ответственных узлов (консоли, оголовки, башмаки). Проверка геометрических размеров и отклонений (прямолинейность, расстояние между ветвями, вертикальность узлов). Оформление протоколов контроля.
6. Антикоррозионная защита. Дробеструйная очистка, нанесение системы ЛКП класса C4 или цинкование. Маркировка колонн согласно монтажной схеме. Контроль толщины покрытия толщиномером (не менее 180 мкм для системы C4).
7. Упаковка и логистика. Упаковка колонн с защитой узлов сопряжения полиэтиленовой плёнкой. Доставка на объект автотранспортом (трейлеры 13,6 м для колонн до 12 м, негабаритные перевозки для колонн 15+ м). Разгрузка автокраном грузоподъёмностью 25–40 тонн.
8. Монтаж. Установка колонн на анкерные плиты с выверкой по осям (отклонение не более ±5 мм) и вертикали (не более 5 мм на 10 м высоты). Временное закрепление расчалками или монтажными кондукторами. Монтаж подкрановых балок на консоли, проверка отметок рельсов нивелиром (перепад не более 5 мм на длине пролёта). Монтаж связей, балок покрытия, окончательная выверка, затяжка анкерных болтов динамометрическим ключом. Шеф-монтаж — контроль геометрии каркаса и подкранового пути.
9. Сдача объекта. Передача исполнительной документации: КМД с фактическими отклонениями (исполнительная съёмка), паспорта колонн, сертификаты на сталь 09Г2С и сварочные материалы, протоколы УЗК швов, акты скрытых работ, инструкции по эксплуатации и техническому обслуживанию.

При монтаже двуветвевых колонн высотой 14+ м применяются автокраны грузоподъёмностью 40–50 тонн с вылетом стрелы 25–35 м. Для подкрановых колонн обязательна контрольная проверка отметок консолей после монтажа нивелиром (допуск по высоте ±5 мм, по оси подкранового пути ±10 мм на длине 12 м между колоннами).

Часто задаваемые вопросы

Для заказа двуветвевых колонн из листового проката обращайтесь по телефону +7 (499) 350-85-45 или отправьте запрос на sale@gk-sc.ru с указанием габаритов здания, параметров кранов и нагрузок. Подготовим расчёт и коммерческое предложение за 2 часа. Выполняем проектирование КМ/КМД, изготовление по чертежам, поставку с комплектом крепежа. Обеспечиваем монтаж и шеф-монтаж для контроля геометрии каркаса и подкранового пути. Также изготавливаем подкрановые балки, крановые пути и другие элементы подкрановых систем.