Колонны и пилоны разница

Колонны и пилоны разница

В проектировании часто используют прямоугольные сечения колонн (пилоны), которые, по своим функциям в работе каркаса здания принципиально ни чем не отличаются (не считая увеличения жесткости в сторону вытянутого сечения) от квадратных колонн, однако, при моделировании возникает вопрос, как такие колонны (пилоны) лучше моделировать.

В разных рекомендациях к расчетным программам говориться о том, что моделировать такие колонны нужно в зависимости от соотношения сторон сечения; если меньшая сторона прямоугольной колонны меньше в 3 раза (или в 5 раз, в зависимости от рекомендаций в различных расчетных программах) большей стороны сечения, то моделировать нужно пластинчатыми элементами, в противном случае — стержневыми. В частности, в СП 52-103-2007, в пункте 5.7 говорится о соотношении сторон сечения и высоты колонны к большему размеру сечения — 1/4. При таких соотношениях, распределение напряжений в сечении перестает быть равномерным, как в стержневых элементах.

При выполнении общего, прикидочного, расчета каркаса для оценки общих параметров здания (предварительная расстановка диафрагм жесткости, проверка перемещения верха здания, осадки, крена и т.п.), принципиального отличия в моделировании нет. Если же предварительные расчеты выполнены и интересуют, например, усилия в плите перекрытия в зоне пилонов, то их лучше моделировать пластинами, а квадратные колонны — стержневыми элементами с «пауком» (стержнями повышенной жесткости в теле колонны) или абсолютно жестким телом (АЖТ); если же интересуют усилия в самой колонне (пилоне), то моделировать удобнее стержнями (но также с АЖТ).

При моделировании колонны стержневыми элементами, в результате расчета, в стержне, выдаются усилия на всё сечение колонны (раздельно N, M, Q, без учета совместного влияния момента в плоскости пилона на значение сжимающей силы), а при пластинчатом моделировании усилия выводятся в каждом конечном элементе отдельно (растягивающее и сжимающее напряжение на торцах пилона отличаются из-за влияния момента в плоскости пилона, а также кручения) и пользоваться ими неудобно, так как приходится вручную собирать усилия по всем конечным элементам пилона, чтобы получить, например, вертикальную силу N или момент M, для последующей проверки сечения в другой программе. Стержневой элемент показывает общее (собранное) усилие, а пластинчатый — кусочно распределенные, поэтому, чтобы в пластинчатом элементе получить привычные усилия, нужно вручную их собрать по всем конечным элементам пилона (по ширине — в плоскости пилона и по высоте — из плоскости пилона), распределение напряжений по сечению для стержневых элементов (в упругой стадии работы элемента) принимается по формулам сопромата. В пластинчатом пилоне удобнее смотреть характер распределения напряжений по его ширине.

При моделировании пилонов пластинами, значение максимального момента и поперечной силы в плите (в зоне примыкания к пилону) рассчитывается не для одного узла, в котором стержень соединяется с плитой, а распределяется в соответствии с заданным сечением пилона и область верхнего армирования становится шире, по сравнению со стержневым заданием пилона. Соответственно и зона армирования (точка теоретического обрыва арматуры) смещается. Поэтому моменты и поперечные силы в плите перекрытия могут заметно отличаться (по величине и конфигурации в плане) у прямоугольных пилонов смоделированных стержнями, по сравнению с пластинчатыми. Поэтому, при моделировании пилонов стержнями, нужно делать АЖТ в плитах перекрытий, учитывающих конфигурацию сечения пилона. Следует также отметить, что пластинчатые пилоны (в зависимости от своего расположения в расчетной схеме) могут собирать на себя немного больше вертикальной нагрузки, по сравнению со стержневыми без АЖТ (из-за включения в работу большей площади перекрытия). При подборе арматуры нужно помнить, что расчет арматуры в пластинах и стержнях, в программе, может отличаться (так как есть отличии в формулах СП для стен (плоскостных элементов) и колонн (стержневых элементов)), поэтому, перед расчетом, следует подробно изучить документацию: как, в данной программе, учитывается сжимающая сила в стержнях и пластинах, проверяются ли средние напряжения в сечении стержня и пластины, по каким формулам производится проверка на действие поперечных сил, крутящих моментов, как задается (и учитывается в расчете) расчетная длина для пластинчатого пилона, как учитывается коэффициент продольного изгиба (для колонн он обычно учитывается в двух плоскостях стержня, а в пластинах — в одной плоскости, из плоскости стены, поэтому, при моделировании высоких и относительно узких пилонов пластинами, этот коэффициент не будет учитываться при изгибе пилона в его плоскости), не во всех расчетных программах есть возможность учета продольного изгиба для пластин, без учета продольного изгиба арматуры в пилоне будет заметно меньше (необходимость учета продольного изгиба в плоскости и из плоскости пилона также определяется расчетом его гибкости, гибкость стен в их плоскости небольшая, поэтому влиянием продольного изгиба в плоскости стен пренебрегают), если нет такой информации или есть сомнения в правильности расчета, то лучше провести проверки отдельно в подпрограммах, или вручную, для обоих вариантов. Расчет на продавливание перекрытий опирающиеся на торцы стен отличается от аналогичного расчета перекрытий, лежащих на колоннах (отличие в длине учитываемого в расчете расчетного контура продавливания), поэтому, если пилон больше похож на стену чем на колонну, продавливание нужно считать по методике для стен, а не для колонн.

Наружные стены подвалов, соединенные с перпендикулярными к ним пилонами корректнее рассчитывать, при моделировании пилонов пластинами, так как пластинчатые элементы, соединенные друг с другом, более корректно передают усилия друг на друга и на плиты. Однако, в местах перехода пластинчатого пилона на стержневой (обычно в уровне плиты перекрытия над подвалом, так как наружные стены на первом этаже делают из блоков, и поэтому колонны удобнее моделировать стержнями), возникают концентрации усилий, в плите, возле стержня колонны (соединенного с пластинчатым пилоном внизу, под перекрытием), чтобы этого избежать, можно сделать АЖТ в данном стыке (в плите перекрытия), но лучше сделать два расчета, сначала смоделировать пилон на первом, втором этаже и в подвале пластинами, а потом стержнями (с АЖТ). В первом случае моделирование будет более корректным, так как в подвале пилон из пластин соединится с наружной стеной и плитой первого этажа, а дальше продлиться до второго и третьего, при этом будет отсутствовать концентрация напряжений в месте соединения стержня с пластинами, что даст корректную картину распределения напряжений. Однако, коэффициент продольного изгиба для пластин учитывается не во всех программах, поэтому, для контроля, можно задать пилоны стержнями и проконтролировать армирование.

Читайте также:  Прибор э 236 инструкция

Также стоит отметить, что моделирование пилонов пластинами занимает гораздо больше времени чем стержнями и результаты расчета зависят от размера конечных элементов, на которые разбивается пилон (особенно в верхней и нижней трети полона), поэтому при создании расчетной схемы на стадии «П» пилоны и колонны удобнее моделировать стержнями (с АЖТ), это позволяет быстро проанализировать усилия во всем здании и, при необходимости, быстро изменить сечения. Каркас сооружения при этом будет немного податливее чем при моделировании пилонов пластинами, но при нахождении общих перемещений и ускорений здания это упрощение будет в запас, поэтому допустимо.

В СП 63.13330.2012, в пункте 10.4.6 указано, что армирование пилонов, занимающих по своим геометрическим характеристикам промежуточное положение между стенами и колоннами, производят как для колонн или как для стен в зависимости от соотношения длины и ширины поперечного сечения пилонов. Т.е. речь о том, что при принадлежности пилона к стенам нужно пользоваться формулами для расчета арматуры в стенах, а не в колоннах и наоборот. А для стен добавлены новые формулы, отличные от расчета колонн (как стержневых элементов), в частности добавлены формулы для расчета прочности поперечного сечения с учетом Qx, Qy и продольных сжимающих и растягивающих сил. При моделировании стержнем, скорее всего, эти формулы не будут учтены для расчета арматуры в пилоне.

Следует помнить о пункте 5.14 СП52-103-2007, в котором говорится о том, что жесткими можно считать стыки колонн с плитами при наличии капителей или вутов (под капителью понимается классическая капитель с углами 45 — 90 градусов, а не утолщенная плита), а «стыки колонн с гладкой плитой или балкой являются условно жесткими», поэтому расчетную длину таких колонн следует определять в запас. При наличии капители, сверху, у вытянутого пилона, его лучше моделировать пластинами, так как капители принято моделировать утолщенными пластинами с эксцентриситетами, и при наложении эксцентриситетов с АЖТ могут быть некорректные результаты при расчете усилий.

В конечном счете, решение о том, как моделировать пилоны принимает конструктор (или расчетчик), на сегодняшний день, строгих предписаний по данному вопросу, в нормах (обязательных для применения в России), нет. В качестве рекомендаций можно посоветовать делать 2 расчетные схемы, одну с пилонами смоделированными стержнями, а другую — пластинами. При моделировании колонн стержнями, в местах примыкания стержней к плитам перекрытий, делать АЖТ, учитывающие конфигурацию колонны (пилона) и увеличивающие моменты, однако, расчетную длину можно (в запас) считать, как при шарнирном соединении с коэффициентом 1, для внутренних пилонов и 1.2 для наружных пилонов (по пункту 8.1.17 СП 63). Если отношение сторон сечения (большей стороны к меньшей) более 5, то данный пилон нужно относить к стенам и считать, как стену, смоделированную пластинами.

Пилон (от греч. πυλών — ворота, вход) :
Башнеобразное сооружение в форме усечённой пирамиды (в плане — вытянутый прямоугольник) . Пилоны сооружались по обеим сторонам узкого входа в древнеегипетский храм (известны с эпохи Среднего царства, около 2050 — около 1700 до н. э.) .
Столбы большого сечения, служащие опорой плоских или сводчатых перекрытий в некоторых типах сооружений (например, в подземных станциях метрополитена) либо поддерживающие основные (несущие) тросы в висячих мостах.
Массивные невысокие столбы, стоящие по сторонам въезда, входа на территорию дворцов, парков и прочего (наиболее распространены в архитектуре классицизма) .
Пилон в современном строительстве — прямоугольная в плане железобетонная колонна с вытянутым поперечным сечением, с соотношением сторон

Между двумя пилонами, загруженными сводом главного нефа и сводами бокового нефа, должен располагаться пилон, воспринимающий нагрузку сводов только бокового нефа. Естественно, он может быть более стройным. Чередование массивных и более тонких пилонов могло бы создавать богатый ритм, но стремление исключить различие в размерах пилонов оказывалось сильнее: при использовании шестичастного свода, когда все пилоны загружены равномерно, их делали одинаковой толщины. Увеличение числа одинаковых опор создает впечатление большей длины внутреннего пространства.

Колонна сохраняет классическое деление на три части. Поверхность ствола колоны не всегда делается гладкой, очень часто ствол покрыт орнаментом. Капитель вначале очень простая по форме (в виде перевернутой пирамиды или куба) постепенно обогащается различными растительными мотивами, изображениями животных и фигур.

Читайте также:  Почему амперметр подключают последовательно

Многие считают, что пилон – это инструмент не строительный, а танцевальный, но это не так. Появился пилон очень давно, еще во времена Древнего Египта, хотя сами египтяне не знали, что воздвигают именно эти конструкции. Само слово пришло из Древней Греции.

Сегодня пилон – неотъемлемая часть в строительстве монолитных домов и архитектуре.

По внешнему виду чаще всего пилоны напоминают массивные железобетонные колонны.

Пилон. Общие сведения

Что означает звучащее на французский манер слово «пилон»? В танцах – это шест, но в строительстве это своего рода столб с большим сечением. Он применяется в качестве опоры плоских и сводчатых перекрытий. Используется не во всех сооружениях. Пилоны – необходимая деталь в конструкции мостов, а вообще область отраслей, где применяется данная конструкция – обширна.

Откуда пришел пилон

Еще в древности египтяне при постройке величественных сооружений для богов, использовали подобные конструкции, хотя и не знали, что это пилоны. Представляли они собой башни в виде усеченных пирамид, возводившиеся с двух сторон от входа в храм. В Египте все пилоны схожи друг с другом, независимо от времени строительства. Их отличия – размеры и небольшие элементы. Очень похожи между собой на фото пилоны в Луксоре и в Карнаке, а вот строение Рамзеса II совершено другое и отличается от египетского стиля архитектуры.

Название появилось из Древней Греции в более поздний срок и переводится как «ворота». В Греции пилон использовался и используется до сих пор не только как массивный столб, стоящий обособленно, но и часть опоры пролетов, арок и мостов, а также это массивные ворота при входе в какое-либо сооружение. Причем пилоны можно встретить не только на суше, но и на воде.

В архитектуре пилон преобразовался из первоначального предназначения. Если раньше в древние времена он нес скорее эстетическое значение, то сейчас его задачи намного важнее.

В период классицизма повсеместно устанавливали не очень высокие, но массивные пилоны при въезде на территорию парка, дворца, например.

Что собой представляет пилон

В настоящее время пилонами являются:

  • — колонны на мостах, чаще при въезде;
  • — опоры перекрытий, выполненные из кирпича и камня;
  • — столбы разных конструкций – монолитные, сборные;
  • — опоры арок при строительстве метро, домов, концертных и выставочных зданий;
  • — колоннообразные столбы в парках;
  • — выступы железобетонной стены или пола.

Они могут отличаться:

  • по визуальным признакам;
  • функциональности;
  • способу распределения нагрузки;
  • размерами.

Пилоны – это не обязательно основание для поддержки навески натяжных тросов, но и опора пролетов моста. Если посмотреть на лондонский известный мост, то въезжая на сооружение, видны арочные конструкции и знаменитые тауэрские башни – это пилоны.

Мостостроение

В процессе возведения мостов используются:

  • — тросы стальные и кабели;
  • — анкеры и крепежные элементы;
  • — пилоны;
  • — балки.

Мост может быть вантовым, а может быть висячим. У них много общего – мощные пилоны, балки для усиления конструкции, винтовые крепежные элементы, подвески, оттяжки. Но, различаются они по несущим элементам. Вантовый представляет собой тип висячего моста, состоящего из пилонов, соединенных стальными тросами или вантами. Висячий мост поддерживается вертикальными тросами, канатами, цепями или кабелями, а в случае с вантовыми, тросы соединяются непосредственно с пилонами. Оба компонента гибкие и служат для поддержки балок жесткости моста.

Винтовые мосты имеют преимущество в меньшей подвижности дорожного полотна. При возведении висячих мостов, пилоны представляют собой несущий элемент, являясь опорой. Может выглядеть как рама, стойка, стена, башня. На эту конструкцию опираются цепи, кабели и т.д. Часто применяются висячие мосты при необходимой большой длине и невозможности установить промежуточные опоры. Несущие тросы крепятся между пилонами. А уже к этим тросам прикрепляются вертикальные балки, которые держат дорожное полотно.

Пилоны в виде колон

Классифицируются на:

Можно встретить железобетонные или металлические конструкции, в которых нижние концы стоек крепко защемляются или имеют шарнирную опору. Различают сварные и клепанные с внутренним размещением ребер, диафрагмы, лестницы.

На первом этапе строительства мостов висячего типа устанавливаются пилоны. Чтобы их смонтировать, необходимо участие спецтехники в виде ползучего крана, поднимающегося вверх по пилону в процессе возведения.

Когда на сооружение оказывается вертикальная нагрузка, то в подвесном кабеле появляется распор. Тогда балка жесткости работает на изгиб, а в безраспорных дополнительно на сжатие. Для подвесной конструкции характерны растяжения. Пилон работает аналогично безраспорному элементу, обеспечивая сжатие и изгиб.

Существуют нюансы в службе конструкции, на которые влияет точный расчет сопротивления растянутых кабелей. У мостовых сооружений — это упругое основание и опора со стороны подвесок, что не позволяет пилонам отклоняться при различного рода деформациях.

Виды пилонов

Сегодня существует множество схем пилонов, что в процессе принятия решений и рассмотрении задач по устойчивости конструкций обычно вызывает затруднения. Но, способов, чтобы определить свободные длины и критические силы для элементов не так много и все они не влияют на сложность и детализацию постройки.

  • Стоечные пилоны – называются так, потому что стойка или тело опоры моста фиксируется в фундаменте внизу, а сверху объединяется насадкой.
  • Рамные – с виду похожи на стоечные, но несущий элемент выполняется из плоских или пространственных рам, а наверху имеется рамка с оголовком.
  • Пустотелые – представляют собой блоки в форме прямоугольника или круглой формы, выполненной из бетона.
  • Свайные – состоят из несколько рядов свай с объединенной наверху насадкой. Среди отличительных особенностей то, что они применяются не только как опора моста, но и его фундамент.
Читайте также:  Срок службы лазерного уровня

Пилон в рекламной индустрии

В индустрии рекламы тоже применяется бренд-пилон или стела. У каждого приличного торгового центра или магазина стоит пилон, влияющий на развитие имиджа компании, с указанием логотипов, фирменных стилей. Они яркие, заметны издалека, потому что это первое, что бросается в глаза посетителю ТЦ.

Стела может устанавливаться на территории, относящейся к торговому комплексу. А может быть обустроена вдоль магистралей, улиц с большим прохождением прохожих и машин.

Как правило, размещенный товарный знак вверху имеет больший эффект. По форме пилоны могут быть разными, нет каких-то установленных правил. Материал для изготовления такой стелы чаще всего – алюминий, но может использоваться сталь, что выйдет намного дороже.

Важным моментом при установке рекламного пилона является точный расчет установки, с учетом глубины залегания фундамента и возможной нагрузки на конструкцию.

Гимнастический пилон

Эта деталь строительства нашла свое место в спорте. Гимнастический пилон – это металлический шест, с местами крепления в полу и потолке. В самом начале расцвета данного направления, шест был деревянным и носил другое название.

Современный пилон изготавливается из толстостенной, стальной и полированной трубы. Некоторые любители устанавливают такое устройство у себя дома. Палка имеет раздвижной механизм, опору вверху и внизу для фиксации. Это позволяет надежно закрепить пилон. Но есть такие, которые вообще без крепления. У них устойчивость обеспечивается распоркой. К тому же многие пилоны могут вращаться с разной силой.

Самостоятельное изготовление опоры

Самостоятельно такую конструкцию сделать не сложно, если использовать ее как альтернативу магазинному тренажеру. Можно применять его для занятий гимнастикой, танцами. Все, что нужно – это правильный материал.

При выборе трубы нужно обязательно смотреть, чтобы она была идеально прямой и полированной. Если труба хромированная, то ее ненадолго хватит. Важно осмотреть поверхность, потому что покрытие часто со временем сходит с него. Идеальный вариант – нержавеющая сталь.

Чтобы прикрепить металлическую трубу, можно заказать изготовление креплений в виде пластин. Если сомневаетесь в своих силах, лучше доверить это дело мастеру.

Следует учесть, что пилон не занимает много места, но требует вокруг себя достаточное пространство. Тренировка на таком шесте воздействует почти на все группы мышц и будет полезна не только взрослым, но и детям.

Прочее применение

Авиастроение

Специалисты в области авиастроения тоже знакомы с термином пилон. В данной области — это не опора. Часто он применяется для подвешивания узлов, агрегатов и грузов. Пилоны используются для прикрепления турбореактивных двигателей к крыльям самолета.

Пилоны для памятников

Триумфальные пилоны считаются достоянием архитектуры, выполненным из розового гранита. Они входят в Зеленый пояс Славы и были возведены в 1953 г. в честь славы защитникам Ленинграда в ВОВ. Такой постройкой была определена граница города. По высоте опоры достигают 8 метров при ширине в полтора. Вверху выполнены барельефы Сталина и Ленина, а также пятиконечные звезды в венках.

Пилоны в перекрытиях

В строительстве пилоны часто встречаются в сооружениях как опора перекрытий. Например, в дачном хозяйстве они используются в процессе установки садовой решетки как декоративного элемента. Под ней высаживаются растения типа плюща или лианы, быстро обвивающих каркас.

Пилоны своими руками в саду

Что купить?

Чтобы изготовить решетку, нужно приобрести 11 панелей в виде решетки. Рекомендуется покупать 9 с похожим рисунком, а 2 с другим. К тому же понадобятся 12 кронштейнов, дюбеля, водоэмульсионная краска, светильники.

Прежде чем приступить к работе, все детали из пульверизатора красятся и просушиваются некоторое время. После этого из решеток мастерится пилон путем скрепления панелей по 30 см с помощью кронштейнов.

Сзади конструкции прикручиваются плоские металлические пластинки, которые крепятся к стене. Сами решетки обязательно привинчиваются к стенке. Чтобы это сделать нужно просверлить отверстия под дюбели.

Монолитное строительство

Сегодня это направление наиболее востребовано из-за нескольких преимуществ:

  • — маленькие сроки возведения;
    — невысокая стоимость строительства, если сравнивать с кирпичными постройками и из плит;
  • — небольшие трудозатраты;
  • — применение пилонов в строительстве позволяет облегчить здание без потери возможно нагрузки.

Как изготавливается железобетонный пилон

Последовательность работы по изготовлению выглядит так:

  1. С помощью сварки, арматуры большого сечения и проволоки, готовится форма.
  2. Вокруг нее устанавливается опалубка.
  3. Внутрь заливается цементно-песчаный раствор, который должна застыть.
  4. После застывания проводится работа по распалубке.
  5. Конструкция пригодна к использованию.

Такие пилоны получили значимость, благодаря длительному сроку службы и высокой износостойкости. Бетон при таком способе изготовления не трескается, не раскалывается и не оседает. Конструкция стойкая к механическим повреждениям.

Железобетонные пилоны получили признание в строительстве не очень высоких зданий – подземных паркингов, торговых и развлекательных комплексов.

Ссылка на основную публикацию
Коды ошибок royal clima
Коды ошибок RCI-E28HN / RCI-E37HN / RCI-E54HN / RCI-E72HN Описание Поведение индикатора Код ошибки Нарушение внутренней и внешней связи Внутренний...
Когда можно класть линолеум на наливной пол
На упаковке самовыравнивающихся смесей для черновых работ производители пишут: «укладка напольного покрытия возможна через 3-5 суток». Сколько составу действительно нужно...
Коды ошибок royal clima
Коды ошибок RCI-E28HN / RCI-E37HN / RCI-E54HN / RCI-E72HN Описание Поведение индикатора Код ошибки Нарушение внутренней и внешней связи Внутренний...
Колонны и пилоны разница
В проектировании часто используют прямоугольные сечения колонн (пилоны), которые, по своим функциям в работе каркаса здания принципиально ни чем не...
Adblock detector