Колонны одноветвевые из листового проката

Колонны одноветвевые из листового проката — это сварные вертикальные несущие элементы каркаса зданий, изготавливаемые из стальных листов методом сборки и сварки. ГК «СтилКонстракшн» производит одноветвевые колонны двутаврового, коробчатого и таврового сечения высотой от 4 до 18 метров из стали С345, С375, 09Г2С для каркасных зданий пролётом до 36 м. Производство выполняется на заводе в Брянске с полным контролем качества сварных швов (ВИК 100%, УЗК ответственных соединений) и геометрических параметров по ГОСТ 23118-2019.

Типы сечений и технические характеристики

Одноветвевые колонны из листового проката проектируются с различными типами поперечных сечений в зависимости от величины нагрузок, условий опирания балок и архитектурных требований:

Тип сечения	Размеры, мм	Толщина стенки/полки, мм	Марка стали	Вес 1 п.м., кг	Расчётная нагрузка, кН	Цена за тонну, руб.
Двутавровое сварное	300×8 / 400×12	стенка 6–10, полка 10–16	С345	85–180	600–1400	от 88 000
Коробчатое квадратное	300×300 / 500×500	стенка 8–16	С345, 09Г2С	95–320	800–2200	от 92 000
Коробчатое прямоугольное	400×300 / 600×400	стенка 8–20	С375, 09Г2С	110–400	1000–2800	от 95 000
Тавровое	полка 300×12, стенка 350×8	стенка 8–10, полка 12–16	С345	70–140	500–1100	от 90 000
Двутавровое усиленное	400×16 / 600×20	стенка 10–16, полка 16–25	09Г2С	200–450	1800–3500	от 98 000

Колонны двутаврового сечения применяются для зданий с балочным покрытием при однопролётной схеме или крайних пролётах многопролётных зданий. Коробчатые колонны используются для средних рядов каркаса с опиранием балок с двух сторон или при больших нагрузках (подкрановые колонны грузоподъёмностью 10+ т, колонны зданий высотой 12+ м). Тавровые сечения проектируются для фахверковых колонн и стоек с односторонним опиранием прогонов.

Производство колонн из листового проката

Технологический процесс изготовления сварных колонн включает следующие этапы:

1. Проектирование и расчёт. Разработка КМ/КМД с расчётом колонн на центральное или внецентренное сжатие по СП 16.13330.2017. Для колонн высотой 12+ м выполняется проверка общей устойчивости из плоскости рамы с учётом гибкости λ (предельная гибкость для сжатых элементов — 120–180 в зависимости от типа конструкции). Подбор толщины стенки и полок из условия прочности и местной устойчивости.
2. Раскрой листового металла. Резка на ЧПУ стенок и полок колонн из листов толщиной 6–25 мм. Для толстых листов (16+ мм) применяется плазменная резка с последующей зачисткой кромок под сварку. Допустимое отклонение размеров после резки — ±2 мм по длине, ±1 мм по ширине.
3. Обработка кромок. Строгание кромок стенок и полок на продольно-строгальных станках для обеспечения плотного прилегания при сборке. Для листов толщиной 12+ мм выполняется разделка кромок под углом 45–60° (V-образная или X-образная разделка) для сквозного провара.
4. Сборка сечения. Сборка стенки и полок в специализированных кондукторах с контролем перпендикулярности и прямолинейности. Для двутаврового сечения стенка устанавливается вертикально, полки прихватываются с двух сторон. Для коробчатого сечения сборка выполняется из 4 листов (или 2 гнутых швеллеров) с внутренними прихватками через технологические отверстия.
5. Сварка продольных швов. Автоматическая сварка стенки с полками под флюсом (SAW) на стендах длиной до 18 м. Режим сварки: ток 450–650 А, напряжение 32–38 В, скорость 25–40 м/ч. Сварка выполняется за 2–4 прохода (в зависимости от толщины) с переворачиванием колонны для двусторонней сварки. Для коробчатых сечений угловые швы варятся полуавтоматами MIG/MAG с катетом 6–12 мм.
6. Правка и контроль геометрии. Правка колонн на прессах усилием 100–250 тонн для устранения сварочных деформаций (прогиб, закручивание). Контроль прямолинейности струной или лазерным уровнем (стрела прогиба не более L/1000, но не более 10 мм на всю длину). Контроль размеров сечения штангенциркулем (отклонение от проектных ±2 мм).
7. Изготовление узлов сопряжения. Сварка оголовков колонн (опорные столики для балок), приварка рёбер жёсткости в местах передачи сосредоточенных нагрузок, установка консолей для крепления связей и прогонов. Обработка отверстий под болты М20–М30 сверлением на радиально-сверлильных станках.
8. Неразрушающий контроль. Визуально-измерительный контроль (ВИК) 100% продольных сварных швов, ультразвуковой контроль (УЗК) швов в зонах максимальных напряжений (нижняя треть колонны, узлы сопряжения с фундаментом и балками). Для колонн высотой 15+ м или нагрузкой 2000+ кН выполняется УЗК 100% швов.
9. Антикоррозионная защита. Дробеструйная обработка до степени Sa 2½, покраска системой C3 (грунт ГФ-021 60 мкм + эмаль ПФ-115 80 мкм) или C4 (эпоксидный грунт ЭП-057 80 мкм + полиуретановая эмаль 100 мкм). Для объектов с повышенной коррозионной активностью применяется горячее цинкование.
10. Маркировка и упаковка. Нанесение маркировки (номер по КМД, ось установки, отметка низа колонны) несмываемой краской. Упаковка колонн в пакеты по 4–6 штук, фиксация деревянными прокладками и стальными бандажами. Погрузка на трейлеры длиной 13,6 м.

Производственная площадка 5000 м² позволяет одновременно изготавливать до 25 колонн длиной 8–12 м. Срок изготовления комплекта из 30 колонн для здания 24×72 м — 18–22 рабочих дня с учётом раскроя, сварки, контроля и АКЗ.

Применение одноветвевых колонн из листа

Основные сферы применения сварных колонн:

• Промышленные здания. Каркасы цехов, складов, производственных корпусов пролётом 18–36 м, высотой 6–15 м. Типовое здание 24×60 м имеет 20 колонн коробчатого сечения 400×400 мм, высотой 10 м, общий вес колонн — 22–28 тонн.
• Подкрановые конструкции. Колонны для зданий с мостовыми кранами грузоподъёмностью 10–50 тонн. Применяются усиленные двутавровые или коробчатые сечения с консолями для подкрановых балок. Для кранов 20+ т — сечение 600×400 мм, толщина стенки 12–16 мм, вес 1 п.м. 280–400 кг.
• Большепролётные здания. Колонны для большепролётных конструкций (спортивные комплексы, логистические центры) пролётом 36–48 м. Высота колонн 12–18 м, сечение коробчатое 600×600 или 700×500 мм, расчётная нагрузка 2500–4000 кН.
• Многоэтажные каркасы. Колонны для административно-бытовых корпусов, офисных зданий 3–5 этажей. Типовое сечение 400×400 мм при шаге колонн 6×6 м, высота яруса 3,6–4,2 м. Соединение колонн по высоте — на фланцах с 8 болтами М24.
• Реконструкция зданий. Усиление существующих колонн из прокатных профилей путём приварки листовых накладок, замена изношенных элементов на сварные колонны по индивидуальным размерам.

Для зданий в сейсмических районах (7+ баллов) колонны проектируются с повышенными требованиями к пластичности: применяется сталь 09Г2С с гарантированной ударной вязкостью, толщина стенок увеличивается на 15–20%, предусматриваются дополнительные рёбра жёсткости в узлах. В северных районах (температура эксплуатации ниже −40°С) применяется сталь 10ХСНД или 09Г2С с контролем ударной вязкости при −60°С.

Преимущества колонн из листового проката

• Гибкость проектирования. Возможность изготовления колонн любого сечения и высоты (до 18 м цельными, выше — составными на фланцах) под фактические нагрузки без привязки к сортаменту прокатных профилей. Оптимизация металлоёмкости за счёт переменного сечения по высоте (утонение стенки в верхней части колонны).
• Высокая несущая способность. Коробчатые сечения имеют радиус инерции в 1,3–1,5 раза больше, чем прокатные двутавры аналогичного веса, что обеспечивает меньшую гибкость и большую устойчивость. Для колонны высотой 12 м коробчатое сечение 400×400×10 мм выдерживает нагрузку 1800 кН, тогда как прокатный двутавр 40Б1 (вес 1 п.м. 80 кг) — только 1200 кН.
• Контроль качества сварки. Применение автоматической сварки под флюсом обеспечивает стабильное качество швов (отсутствие пор, непроваров, шлаковых включений). Коэффициент прочности сварного шва — 0,9–1,0 (для ручной сварки — 0,8–0,85). УЗК 100% ответственных швов гарантирует отсутствие скрытых дефектов.
• Удобство монтажа. Колонны поставляются цельными (до 18 м) или из 2–3 секций на фланцах, что сокращает трудоёмкость монтажа на 25–35% по сравнению со сборными конструкциями. Оголовки колонн изготавливаются с опорными столиками для балок и отверстиями под болты, что исключает сварку на высоте.
• Долговечность. Применение систем АКЗ класса C3–C4 по ISO 12944 обеспечивает срок службы покрытия 15–25 лет без ремонта. Коробчатые сечения с внутренней антикоррозионной обработкой (грунтовка после сборки) имеют срок службы 50+ лет в умеренном климате.
• Экономия стали. За счёт точного подбора толщин элементов расход стали на колонны из листа на 10–15% ниже, чем при использовании прокатных двутавров или швеллеров с запасом по сечению.

Завод оснащён автоматическими сварочными линиями для продольных швов длиной до 18 м (трактор ТС-17М с источником питания VDU-1250) и установками УЗК с цифровой регистрацией дефектов. Для изготовления колонн с криволинейными очертаниями применяются вальцы листогибочные И2416 с максимальной толщиной проката 20 мм.

Этапы работы над проектом

1. Техническое задание. Получение от заказчика архитектурно-планировочных решений (габариты здания, шаг колонн, высота этажей), нагрузок на колонны (постоянные, временные, снеговые, ветровые), требований к подкрановому оборудованию (при наличии). Выезд инженера на объект для оценки условий строительства и согласования технических решений.
2. Разработка КМ/КМД. Проектирование колонн в Tekla Structures с расчётом в SCAD Office. Подбор сечений из условия прочности, общей и местной устойчивости. Проверка колонн на устойчивость в плоскости и из плоскости рамы с учётом закрепления связями. Разработка узлов сопряжения с фундаментом (анкерные плиты), балками (опорные столики, консоли), связями. Срок проектирования — 7–10 рабочих дней.
3. Производство. Раскрой листового металла, обработка кромок, сборка и сварка колонн. Контроль геометрии и качества сварных швов (ВИК, УЗК). Правка колонн для устранения деформаций. Изготовление узлов и отверстий. Срок изготовления комплекта на типовое здание — 20–25 рабочих дней.
4. Антикоррозионная защита. Дробеструйная очистка, нанесение системы ЛКП или цинкование. Маркировка колонн согласно монтажной схеме (номер, ось, отметка низа). Контроль толщины покрытия толщиномером (не менее 140 мкм для системы C3, 180 мкм для C4).
5. Упаковка и логистика. Упаковка колонн в транспортные пакеты с прокладками, защита торцов и узлов полиэтиленовой плёнкой. Доставка на объект автотранспортом (трейлеры 13,6 м для колонн до 12 м, негабаритные перевозки для колонн 15+ м). Разгрузка краном-манипулятором или автокраном заказчика.
6. Монтаж. Установка колонн на анкерные плиты с выверкой по осям и вертикали (отклонение не более 5 мм на 10 м высоты). Временное закрепление расчалками или монтажными кондукторами. Монтаж связей и балок, окончательная выверка, затяжка анкерных болтов. Шеф-монтаж от производителя — контроль геометрии каркаса, качества болтовых соединений.
7. Сдача объекта. Передача исполнительной документации: КМД с фактическими отклонениями (исполнительная съёмка), паспорта колонн, сертификаты на сталь и сварочные материалы, протоколы УЗК швов, акты скрытых работ. Инструктаж эксплуатирующей организации, передача рекомендаций по техническому обслуживанию.

При монтаже колонн высотой 12+ м применяются автокраны грузоподъёмностью 25–40 тонн с вылетом стрелы 20–30 м. Для колонн составного исполнения (2–3 яруса) выполняется монтаж снизу вверх с установкой каждого яруса на фланцы предыдущего и затяжкой болтов моментом 400–600 Н·м (для болтов М24 класса 8.8).

Часто задаваемые вопросы

Для заказа одноветвевых колонн из листового проката обращайтесь по телефону +7 (499) 350-85-45 или отправьте запрос на sale@gk-sc.ru с указанием габаритов здания, нагрузок и требований к подкрановому оборудованию. Подготовим расчёт и коммерческое предложение за 2 часа. Выполняем проектирование КМ/КМД, производство по чертежам, поставку с комплектом крепежа и монтажной схемой. Обеспечиваем монтаж и шеф-монтаж для контроля качества сборки. Также изготавливаем сварные балки, фермы и другие элементы каркасных зданий.