Надколонники из листового проката

Надколонники из листового проката — сварные опорные элементы, устанавливаемые на вершину колонн для крепления балок и ферм покрытия. ГК «СтилКонстракшн» с 2020 года проектирует и изготавливает надколонники для промышленных зданий, складов и спортивных сооружений. Завод в Брянске площадью 5000 м² оснащён плазменной резкой для раскроя листа толщиной до 60 мм и сварочными автоматами для сборки узлов массой до 800 кг. Команда из 14 специалистов выполнила 65+ объектов, изготовив надколонники для нагрузок от 40 до 150 тонн на узел.

Конструктивные схемы

Надколонники из листового проката изготавливаются в виде сварных коробчатых или двутавровых сечений:

• Коробчатые надколонники — четыре листа толщиной 12–40 мм, сваренные в замкнутое прямоугольное или квадратное сечение 300×300–800×800 мм. Высота надколонника 600–1500 мм. Внутри устанавливаются горизонтальные диафрагмы из листа 10–20 мм с шагом 400–800 мм для предотвращения выпучивания стенок. Применяются при нагрузке 60–150 т, для средних колонн зданий пролётом 24–48 м.
• Двутавровые надколонники — вертикальная стенка толщиной 10–30 мм, высотой 600–1200 мм, к которой с двух сторон привариваются горизонтальные пояса (полки) толщиной 16–50 мм, шириной 250–500 мм. Рёбра жёсткости из листа 10–16 мм устанавливаются с шагом 500–1000 мм. Применяются при нагрузке 40–100 т, для колонн с опиранием балок с двух противоположных сторон.
• Т-образные надколонники — вертикальная стенка с одним горизонтальным поясом (верхним). Применяются для крайних колонн зданий, на которые опирается балка или ферма с одной стороны. Нагрузка 30–60 т, высота 600–1000 мм.
• Крестообразные надколонники — четыре вертикальные стенки, расположенные крест-накрест, образуют четыре полки для опирания балок с четырёх направлений (средние колонны многопролётных зданий). Нагрузка 80–150 т, высота 800–1500 мм.

Тип надколонника	Нагрузка, т	Высота, мм	Масса, кг	Цена, руб/шт
Коробчатый	60–150	600–1500	180–800	от 35 000
Двутавровый	40–100	600–1200	120–450	от 24 000
Т-образный	30–60	600–1000	80–250	от 16 500
Крестообразный	80–150	800–1500	250–700	от 48 000

Технология изготовления

Производство надколонников из листового проката включает:

1. Раскрой листового металла — стенки, пояса, диафрагмы, рёбра жёсткости вырезаем из стали С345 или С375 толщиной 10–60 мм на станке плазменной резки с ЧПУ. Точность реза ±1 мм. Для узлов с нагрузкой более 100 т применяем сталь С345, что снижает толщину элементов на 20% по сравнению со сталью С245.
2. Обработка кромок — кромки стенок и поясов, предназначенные для сварки встык, обрабатываем на кромкострогальном станке. Угол разделки 50–60°, притупление 2–3 мм, зазор при сборке 3–4 мм. Для листов толщиной более 30 мм применяем Х-образную разделку кромок (сварка с двух сторон).
3. Сборка надколонника — для коробчатых надколонников четыре листа устанавливаем в сборочном кондукторе, обеспечивающем перпендикулярность стенок (±0,5 мм), размеры сечения (±2 мм), вертикальность надколонника (±1 мм на 1 м высоты). Диафрагмы устанавливаем внутри коробки с шагом 400–800 мм. Для двутавровых надколонников стенку устанавливаем вертикально, к ней прихватываем пояса и рёбра жёсткости.
4. Сварка — угловые швы коробчатых надколонников выполняем полуавтоматом MIG/MAG (проволока Св-08Г2С, режим 220–260 А) с двух сторон (снаружи и изнутри коробки). Катет шва 10–14 мм для элементов толщиной 20–40 мм. Стыковые швы (для крупных надколонников, собираемых из нескольких секций) выполняем автоматической сваркой под флюсом (SAW). Сварщики с аттестацией НАКС. Контроль: ВИК 100%, УЗК ответственных швов (узлы с нагрузкой более 80 т).
5. Правка надколонника — после сварки устраняем сварочные деформации на прессе усилием 200–500 т. Остаточная прямолинейность надколонника не более 1/2000 высоты, скручивание не более 1° на всей высоте.
6. Обработка опорных поверхностей — верхнюю и нижнюю плоскости надколонника (зоны опирания балок и стыковки с колонной) фрезеруем на портальном фрезерном станке. Плоскостность не более 0,5 мм, перпендикулярность к оси надколонника ±0,3 мм. Фрезерованные поверхности обеспечивают равномерное распределение нагрузки и плотное прилегание элементов.
7. Антикоррозионная защита — дробеструйная обработка до степени Sa 2½, грунтовка ГФ-021 (60 мкм), эмаль ПФ-115 (100 мкм). Опорные поверхности окрашиваются только грунтом (без эмали) для обеспечения плотного контакта металла.

Области применения

Надколонники из листового проката применяются в зданиях с большими нагрузками на узлы:

• Промышленные здания — надколонники для средних колонн цехов пролётом 24–36 м. На надколонник опираются две балки покрытия с противоположных сторон. Нагрузка на надколонник 60–100 т (вертикальная реакция балок + снеговая нагрузка + вес кровли). Высота надколонника 800–1200 мм, сечение коробчатое 500×500–700×700 мм.
• Склады и логистические комплексы — надколонники для колонн зданий пролётом 36–48 м с опиранием ферм. Нагрузка 80–150 т. Высота надколонника 1000–1500 мм, сечение коробчатое 600×600–800×800 мм, толщина стенок 25–40 мм, диафрагмы с шагом 500 мм.
• Спортивные сооружения — надколонники для больших пролётов (48–72 м) манежей, стадионов. Нагрузка 100–150 т. Крестообразные надколонники для средних колонн с опиранием ферм с четырёх направлений. Высота 1200–1500 мм.
• Многоэтажные каркасы — надколонники для колонн многоэтажных производственных зданий (3–5 этажей). Надколонник устанавливается на каждом этаже, воспринимает нагрузку от балок перекрытий. Нагрузка 40–80 т, высота 600–900 мм.

Для склада в Москве (2024 год) мы изготовили 48 коробчатых надколонников сечением 700×700×30 мм, высотой 1200 мм для колонн здания пролётом 42 м. Нагрузка на надколонник — 120 т (две фермы по 60 т). Масса надколонника — 620 кг. Надколонники смонтированы на колоннах высотой 15 м, выдерживают расчётные нагрузки без деформаций. Отклонение верхней плоскости от горизонтали не превысило 1 мм. Подробности — в портфолио.

Расчёт надколонников

При расчёте надколонников выполняем проверки по СП 16.13330.2017:

• Прочность на сжатие — надколонник работает как центрально или внецентренно сжатый стержень. Напряжения σ = N/A (для центрального сжатия) или σ = N/A + M/Wx (для внецентренного сжатия) не должны превышать Ry. Площадь сечения A = 4·t·(B — t) для коробчатого надколонника (где t — толщина стенки, B — ширина коробки).
• Устойчивость стержня — надколонник проверяется на продольный изгиб с гибкостью λ = μ·H/i (где μ — коэффициент приведённой длины, H — высота надколонника, i — радиус инерции сечения). Для коробчатого надколонника μ = 0,7 (защемление снизу и сверху). Условие устойчивости: N/(φ·A·Ry) ≤ 1, где φ — коэффициент продольного изгиба (зависит от гибкости λ).
• Местная устойчивость стенок — стенки коробчатого надколонника проверяются на выпучивание при сжатии. Условная гибкость стенки λw = (B — 2t)/t · √(Ry/E) не должна превышать 1,3–1,5 (зависит от схемы закрепления кромок стенки). При превышении устанавливаем диафрагмы с шагом 0,5–0,8 м или увеличиваем толщину стенок.
• Прочность сварных швов — угловые швы коробчатых надколонников проверяются на срез: τ = N/(4·H·kf·βf) ≤ Rwf, где kf — катет шва, βf = 0,9 — коэффициент проплавления, Rwf = 180 МПа — расчётное сопротивление шва срезу.
• Стык надколонника с колонной — проверяем несущую способность болтов (при болтовом соединении) или сварных швов (при сварном соединении). Для болтового соединения количество болтов М24–М36 подбирается из условия среза и смятия. Для сварного соединения катет шва 10–16 мм, контроль УЗК 100%.

Часто задаваемые вопросы

Для заказа надколонников из листового проката или консультации по расчёту свяжитесь с нами по телефону +7 (499) 350-85-45 или email sale@gk-sc.ru. Наши инженеры выполнят расчёт надколонников под вашу нагрузку, разработают чертежи и подготовят коммерческое предложение. ГК «СтилКонстракшн» — производство металлоконструкций для зданий с большими пролётами и высокими нагрузками.