En la construcción moderna, a menudo se utilizan columnas de metal, que sirven como soporte para las partes externas e internas del edificio. No puedes prescindir de ellos, porque forman un marco de soporte. Las estructuras de acero se usan con más frecuencia porque se distinguen por su alta resistencia y facilidad de instalación. Algunos diseñadores las utilizan como elementos decorativos de edificios o habitaciones individuales.
Elementos de composición
Todas las columnas metálicas constan de varias partes: cabeza, varilla y base. Cabeza: la parte superior que toma la carga del techo y la transfiere a la barra. Al calcularlo, no solo se tiene en cuenta el peso de las vigas de soporte, las armaduras, sino también las características de su fijación.
En la parte media de la columna hay una varilla que transfiere la carga a la base (base). Al calcularlo, es importante tener en cuenta la estabilidad uniforme del soporte, es decir, igualflexibilidad relativa a los ejes de la sección. Este principio le permite ahorrar material y obtener un diseño estable. Los productos potentes deben reforzarse con refuerzos.
Base: la base de la estructura, que transfiere toda la carga a los cimientos. También es necesario para montar el soporte. Al calcular la base, se tienen en cuenta el grosor y el área de la parte de soporte, así como el material de base.
Variedades
El material le permite obtener diferentes formas complejas a partir de él, sin embargo, muchas columnas de metal tienen una sección en forma de viga en I, tubo rectangular o redondo. Las dimensiones de la sección se calculan calculando la resistencia (generalmente a la compresión) y la estabilidad. La última característica depende de la presencia de conexiones, bastidores de entramado de madera, etc.
Dependiendo de la solución de diseño, las columnas pueden tener una sección constante, escalonada y compuesta. La estructura de sección constante es una sola varilla, que se utiliza en edificios sin marco, almacenes y hangares. En él se pueden instalar equipos con una capacidad de carga máxima de 20 toneladas.
Las columnas escalonadas están diseñadas para la instalación de equipos con una capacidad de elevación de más de 20 toneladas. Debido a la sección especial, se aumenta su rigidez a la flexión y se mejora la estabilidad. Este diseño tiene dos brazos de apoyo: el principal y el de la grúa.
Las columnas de metal compuesto rara vez se usan y pueden soportar diferentes cargas (en relación con el eje). Son necesarios para:
- instalación de grúas a baja altura;
- instalación de grúas en variosniveles;- reconstrucción de edificios.
Ámbito de aplicación
Las columnas de acero tienen una gran demanda debido a su bajo costo, facilidad de instalación, facilidad de acoplamiento y tamaño pequeño. Un gran número de ventajas les permite ser utilizados para la construcción de:
- edificios industriales (por ejemplo, talleres);
- edificios civiles (edificios de varios pisos para diversos fines);- Puentes y revestimientos de grandes luces.
- Edificios que requieren un diseño especial (la capacidad de obtener diferentes formas arquitectónicas y de diseño).
Cálculo de estructuras
Antes de instalar estructuras metálicas, debe realizar su cálculo completo. Para la construcción de un marco de acero, las bases escalonadas monolíticas sin vidrios se usan con mayor frecuencia. Para calcular la estructura, deberá recopilar todas las cargas, así como determinar la cantidad, el tamaño de los soportes, el refuerzo y la profundidad. En este caso, todo depende del peso del edificio y de las características del suelo (cuanto más denso, menos bastidores se necesitarán).
El cálculo debe realizarse de manera que la carga de la estructura se distribuya uniformemente sobre el suelo. Si hay dificultades con esto, puede preparar una almohada poderosa (hecha de arena o grava). Una vez que se conocen la capacidad de carga de la base y el peso del edificio, la huella total de la base se calcula fácilmente. Y luego se calcula la carga en cada soporte.
La cimentación de una columna metálica se diferencia de la cimentación habitual en que cada elemento trabajaaparte de los demás. No están conectados de ninguna manera, por lo que los errores de diseño pueden provocar la distorsión de todo el edificio.
Construcción de cimientos
Estas bases no tienen copas y están equipadas con pernos de anclaje que sujetan la base del producto. Su parte superior está ubicada de modo que la parte inferior del elemento del marco y los extremos de los anclajes estén cubiertos por el piso. Si la instalación de columnas implica una profundización de los cimientos de al menos 4 m, entonces se pueden usar pilares de hormigón prefabricado. El extremo inferior de este diseño está fijado en un vidrio y el borde superior está equipado con anclajes.
Los racks adyacentes necesitarán una base común, incluso si hay estructuras de acero y hormigón armado cerca. La posición de diseño de los elementos del marco está asegurada por la correcta instalación de los anclajes, y la precisión de la colocación en altura está asegurada por la preparación de la superficie de la base.
Instalación de columnas
El montaje de estructuras metálicas debe realizarse de manera que las desviaciones axiales no superen las permitidas por SNiP (especialmente para superficies fresadas). Las columnas simples se instalan como un todo, mientras que las pesadas se ensamblan a partir de elementos constituyentes. Para montar, deben ser capturadas, levantadas, llevadas a los soportes, alineadas y aseguradas. Para capturar estructuras, se utilizan eslingas, debajo de las cuales se colocan revestimientos (por ejemplo, de madera). La elevación se realiza girando o deslizando.
Hay varias formas de apoyar la base sobre la base (los nudos de las columnas metálicas se pueden ver a continuación):
- sobre su superficie sinlechada, - sobre placas de acero con lechada;- sobre vigas, rieles (se requerirá lechada de base).
En la práctica, se utiliza un método de instalación más sencillo. En este caso, las zapatas se montan sobre almohadillas de acero soldadas entre sí y sujetas a la parte inferior de las columnas. Tan pronto como las estructuras están instaladas y fijadas, se vierten con mortero.
La instalación de columnas implica una cuidadosa alineación con la ayuda de instrumentos geodésicos y plomadas. Al mismo tiempo, se comprueban sus marcas, verticalidad y posición en el plano. Los pernos de anclaje se utilizan para sujetar estructuras: necesitará de 2 a 4 piezas. para columnas de hasta 15 m de altura La estabilidad adicional será proporcionada por tirantes, que se retiran después de la fijación final. Los elementos superiores se refuerzan adicionalmente con espaciadores, tirantes temporales y puntales. Para obtener un marco estable, es mejor montar las columnas junto con las vigas de la grúa.
