Конструкция, виды колонн
Вытянутые архитектурные элементы имеют прогоны и балки перекрытий, которые выполняют в разных формах: круглые, многогранные, четырехгранные, эллиптические.
Помимо столпов (колонн), которые обычно используются для распределения веса, есть похожие конструкции, они внешне выглядят почти также. К ним относят полуколонны и столбы пилястр. В колоннах всегда есть основной ствол, навершие и основание.
Почти по всей длине у столпов идет одно сечение, иногда для эстетики оно увеличивается или уменьшается ближе к потолку. Бетонная колонна классической формы имеет цилиндрическую форму и постепенно уменьшается ближе к навершию.
Интересно! Почти у всех колонн есть каннелюры, они нужны для визуального уменьшения конструкции и удлинения ствола. Первыми их стали делать египтяне.
Каннелированные колонны имеют прорези, напоминающие по форме полукруг. Они идут по всей длине и заканчиваются плавным выводом желобка. Между ними стоят плоские участки.
Еще одним способом отделки колонн считается рустование, оно имитирует камни, которые располагаются вдоль всего ствола. Столпы производят из кирпича, бетона, металла, дерева.
Колонны с криволинейным контуром
Оштукатуривание энтазисных элементов выполняют при помощи нескольких правил по маякам. Для отделки цилиндрической части применяют прямолинейное правило, которое ведут по кольцевым маякам. Для сужающейся части ствола применяют правило-лекало. Раствор наносят сразу на всё тело колонны, затем выравнивают, ведя правилом вокруг ствола. После нескольких проводок, получив ровную поверхность, дают раствору схватиться, удаляют маяки, замазывают канавку раствором. Накрывку и затирку производят вогнутой тёркой.
Предварительное провешивание
Для штукатурки колонны геометрической формы используют провешивание. Для обработки таких форм требуется высокая точность, поскольку любое отхождение сразу станет заметным. Провешивание на улице начинается с любой крайней колонны. Выполняется в несколько этапов:
- Наверху ставят саморез, в его шляпке делают отверстие величиной со слой штукатурки.
- Через нее спускают отвес.
- Внизу второй саморез фиксируется так, чтобы шляпка прикасалась к нитке.
- Ее привязывают внатяжку и для выравнивания колонны ставят еще несколько элементов по длине.
- Такое же натягивание выполняют на другой крайней колонне, а на всех промежуточных конструкциях ставят саморезы, ориентируясь на вспомогательную площадь.
Важно! Провешивание выполнено правильно только в том случае, если вспомогательная плоскость располагается параллельно стене.
Устройство марок
Для их изготовления вдоль нитки накладывают гипсовый раствор. Верхушку срезают, смотря на отвесную линию. По бокам его тоже убирают, чтобы кучки получились аккуратными. На круглых колоннах марки используют еще для заливки маяка после фиксации шаблона.
Штуктурка круглого столпа предполагает установку линий, которые опоясывают конструкцию. Между ними оставляют от 1 до 1,5 метров.
Для создания марки на колонну наносят раствор примерно с ладошку, а верхушку срезают по отвесной нити. Квадратные колонны нуждаются в более точной установки правила, поэтому там смесь наносят поближе к ребрам.
Колонны с криволинейным контуром
Для оштукатуривания круглых колонн нестандартной формы сначала ставят саморез внизу, где самый большой радиус. Шляпку устанавливают по толщине штукатурочного слоя. После этого сверху фиксируют весок на небольшом удалении, чтобы нитка доставала до нижнего самореза. От верхнего подвеса отмеряют полученную разницу и там уже ставят второй элемент.
Маяки
Они подходят только для круглых и полукруглых колонн, пилястр. Для их фиксации требуется кольцевой шаблон, его устанавливают поперек столба. Шаблон делают из щита, на котором рисуют окружность колонны. Потом его распиливают и вырезают 2 полукруга. Затем конструкцию соединяют и используют кольцо для растворных маяков.
Важно! В некоторых случаях для оштукатуривания используют несколько кольцевых шаблонов, потому как у колонны на разных участках меняется диаметр.
Информационно-строительный портал ОЛДМИКС
Колонны по своей форме бывают разные: цилиндрические, конусные, прямоугольные, многогранные, бочкообразные. Они могут быть гладкими, с каннелюрами, с винтообразной тягой, могут быть снабжены базами и капителями простыми или сложными. Все требуют от исполнителя высокой квалификации, терпения, внимательности и знания присущей каждому виду технологии.
Гладкие цилиндрические колонны оштукатуривают по кольцевым маякам.
Вначале делают провеску и устанавливают марки. По высоте они должны быть небольшими и по ширине до 2 см. Углы марок снимают на конус. Ставят марки кольцеобразно в несколько рядов по высоте колонны. Расстояние между рядами 1 . 1,5 м.
По рядам марок следует, затем образовать кольцевые маяки. Для этого готовят шаблон-кольцо. Сбивают щит из досок толщиной 3. 4 см. По осевой линии щита размечают пазы крепления будущих двух половинок лекала, которое необходимо сделать из щита. В центре его вычерчивают окружность, соответствующую диаметру маяка. Щит распиливают пополам, выпиливают окружность. По сделанным ранее отметкам вырезают пазы и шипы формы “ласточкин хвост” для соединения двух половинок.
Рабочие грани шаблона-кольца смачивают водой или смазывают известковым тестом и укрепляют на марках. Под кольцо забрасывают чистый гипсовый раствор. Дав маяку схватиться, шаблон снимают.
Затем колонну грунтуют и с помощью правила 3, которое скользит по маякам 1, разравнивают раствор.
Очень важно после грунтовки тщательно вырубить гипсовые маяки и эти места заполнить тем же цементным раствором, каким нанесен грунт.
Круглые колонны также можно отделывать, применяя шаблоны. Для этого колонну по длине делят на две равные части. За пределами первой половины поперечного сечения колонны ставят вертикальные направляющие рейки, по которым будет двигаться полушаблон (полукольцо). Подобную операцию повторяют и на второй половине колонны. Места, оставшиеся от реек, затирают.
Таким же способом можно отделывать прямые многогранные колонны.
Круглые колонны с энтазисом. Эти колонны имеют внизу цилиндрическую часть, а верхняя часть – конусную. Однако, если эти обе части штукатурить и разравнивать прямыми правилами, на стыке цилиндрической и конусной частей образовался бы заметный излом, будто ствол колонны в этом месте вогнут.
Чтобы этого не случилось, прямым правилом разравнивают только нижнюю цилиндрическую часть, а для верхней части применяют правило-лекало на энтазисе.
Что такое энтазис? Слово это греческое и дословно переводится как “напряжение”. Лекало на энтазисе строится так, что на месте стыка цилиндрической и конусной частей образуется некоторое утолщение ствола. Оно-то и дает впечатление напряженности и устраняет иллюзию вогнутости.
Штукатурят колонны с энтазисом тоже по кольцевым маякам. Но для разных отрезков колонны приходится делать разные по диаметру шаблоны-кольца.
Процесс оштукатуривания
Технология нанесения состава меняется в зависимости от формы колонны или ее контура.
Круглые
Перед тем как штукатурить колонну, необходимо заранее сделать шаблон, а также следить за вертикалью по двум направлениям и аккуратно выполнять затирку. Для этого не придется составлять технологическую карту, поскольку тут все просто: достаточно провесить конструкцию, поставить марки, маячки и вытянуть основание. Между установленными направляющими накидывают раствор, затем прикладывают правило и убирают лишнее.
При нанесении штукатурки сначала обрабатывают половину колонны, а потом приступают к остальной части и закладыванию штроб. Все это выполняется одномоментно, чтобы слой стал монолитным.
Четырехгранные
Во время провешивания четырехгранных колонн элементы фиксируют на фронтальные и задние плоскости крайних конструкций. Шнурок протягивают через весь ряд так вычисляют толщину раствора. После этого фиксируют отвесы, ставят нижние и промежуточные марки. После того, как удалось посчитать толщину штукатурки, на колонны ставят маяки и наносят раствор.
Многогранные
С каждой гранью здесь работают отдельно, но при этом заранее изготавливают шаблон. Сначала замеряют каждую грань, а потом провешивают, ставят маяки.
Важно! Много- и четырехгранные колонны обрабатывают в несколько слоев, при этом следят за центральной осью и направляющими.
С криволинейным контуром
Энтазисные колонны штукатурят по нескольким правилам и маякам. Для цилиндра используют прямолинейное правило, а сужающейся части — лекало. Штукатурку распределяют сразу по всей колонне, а затем выравнивают.
Многогранные колонны оштукатуривают следующим образом
Штукатурный слой обычно вытягивают с помощью шаблона. Для этого на двух противоположных гранях колонны навешивают по отвесу и прибивают гвоздями деревянные правила. Изготовляют шяблон, вытягивающий половину шестигранной колонны или одну четверть восьмигранной. Для вытягивания штукатурного слоя на всех гранях колонны правила снимают, места их заделывают раствором и хорошо затирают заподлицо.
Вытягивание штукатурного слоя на шестигранной и многогранной колонне с помощью шаблона:
/ правило, 2 полозок, 3 салазки
Отделка каннелюр
Продольные прорези на колонне сложнее всего обрабатывать. Это не получится сделать без опыта, тем более посчитать погонный метр и заранее разобраться с тем, как равномерно нанести материал.
Четырехгранных
С прямоугольным и четырехгранным срезом проще работать. Для этого используют шаблон с прорезями, которые повторяет форму отверстий.
Многогранных
Процедура выполняется также, как при создании желобков на прямоугольных столпах. Шаблон используют даже при нанесении декоративной штукатурки.
Круглых
Для круглых колонн вручную создается металлический шаблон. Поскольку подходяще инструменты не всегда есть, шаблон иногда отдельно заказывают в мастерских.
Отделка колонн и пилястр путем вытягивания (ч. 3)
Колонны с энтазисом и каннелюрами вытягивают точно так же, как было описано выше, но применяют качающийся или сдвигающийся шаблон. У квадратных или многогранных колонн каждую сторону вытягивают отдельно. Круглые или эллиптические колонны делят на захватки. У круглых колонн, захватки должны быть совершенно одинаковыми, у эллиптических колонн — разными. Количество захваток лучше делать четным. Чаще всего берут шесть захваток. Однако, чем их больше, тем круглее колонна.
Рассмотрим конструкцию качающегося шаблона (рис. 99, а) для вытягивания четырехгранной колонны. Профильная доска делается по самой широкой части колонны с припуском 200мм, который необходим для устройства ушек в профильной доске. На заготовке для профильной доски вычерчивают каннелюры, вырезают профиль деревянный или стальной, а в ушках сверлят отверстия для шарнирного скрепления с салазками.
Рис. 99. Качающийся шаблон: а — профильная доска, б — салазки, в — шаблон в собранном виде, г — положение шаблона; 1 — полозок, 2 — салазки, 3 — гвоздь, 4 — профильная доска, 5 — правила
Салазки (рис. 99, б) изготовляют длиной 300. 400мм из досок нужной толщины и в них также сверлят отверстия прямоугольной формы (длиной 100. 150мм, шириной 20. 30мм).
Декоративная штукатурка
Фактурная или венецианская штукатурка редко используется для колонн, поскольку для их обработки требуется много материала. При необходимости накрывочный слой распределяют с шаблоном, но его толщина не должна превышать 2 мм.
Человеку без опыта сложно штукатурить колонны, поскольку для их оформления приходится учитывать много особенностей. Когда времени достаточно, работу выполняют самостоятельно, но по несколько дней изучают каждый этап, чтобы не совершить ошибку.
Тютюнников Дмитрий
Статья проверена специалистом по декоративной отделке
Облицовка круглых колонн
Для облицовки круглых колонн всем нам известная стандартная плитка 200 х 200 мм или 100 х 100 мм не пригодна, так как эти размеры не позволяют создать элементарную круглую поверхность. С другой стороны, если использовать керамическую плитку меньших размеров, то весьма сложно будет выравнивать круг, особенно если у мастера недостаточно опыта. Поэтому для облицовки круглых колонн применяется специальная плитка размером 100 х 25 мм, наклеенная на специальные коврики на бумажной основе.
Это намного облегчает сам процесс, так как плитка уже подогнана и не сместится в процессе укладки. Вся сложность сводится лишь к тому, что бы правильно выравнивать коврики относительно друг друга во время клейки. Наклеенные плитки могут иметь различную цвет, чередующихся белых, черных, серых цветов.
Преимущество этого способа заключается в том, что коврики не требуют укладки на цементный раствор – достаточно будет клея, с помощью которого материал крепится прямо на бетонную или оштукатуренную поверхность. После застывания клея коврики освобождаются от бумажной основы и далее производятся работы аналогичные при облицовке плоских поверхностей.
Пример расчета металлической центрально-сжатой колонны:
Имеется: желание сделать навес возле кирпичного дома приблизительно следующего вида:
Рисунок 1. Расчетная схема навеса размером 10 на 6 метров с колоннами высотой 2.5 метра.
В данном случае единственной центрально-сжатой колонной при любых условиях закрепления и при равномерно распределенной нагрузке будет колонна, показанная на рисунке 1 красным цветом. Кроме того и нагрузка на эту колонну будет максимальной. Колонны, обозначенные на рисунке синим и зеленым цветом, можно рассматривать как центрально-сжатые, только при соответствующем конструктивном решении и равномерно-распределенной нагрузке, колонны, обозначенные оранжевым цветом, будут или центрально сжатыми или внецентренно-сжатыми или стойками рамы, рассчитываемой отдельно. В данном примере мы рассчитаем сечение колонны, обозначенной красным цветом. Для расчетов примем постоянную нагрузку от собственного веса навеса 100 кг/м2 и временную нагрузку 100 кг/м2 от снегового покрова.
2.1. Таким образом сосредоточенная нагрузка на колонну, обозначенную красным цветом, составит:
N = (100+100)·5·3 = 3000 кг
2.2. Принимаем предварительно значение λ = 100, тогда по таблице 2 коэффициент изгиба φ = 0.599 (для стали с расчетной прочностью 200 МПа, данное значение принято для обеспечения дополнительного запаса по прочности), тогда требуемая площадь сечения колонны:
F = 3000/(0.599·2050) = 2.44 см2
2.3. По таблице 1 принимаем значение μ = 1 (так как кровельное покрытие из профилированного настила, должным образом закрепленное, будет обеспечивать жесткость конструкции в плоскости, параллельной плоскости стены, а в перпендикулярной плоскости относительную неподвижность верхней точки колонны будет обеспечивать крепление стропил к кирпичной стене), тогда радиус инерции
i = 1·250/100 = 2.5 cм
2.4. По сортаменту для квадратных профильных труб данным требованиям удовлетворяет профиль с размерами поперечного сечения 70х70 мм с толщиной стенки 2 мм, имеющий радиус инерции 2.76 см. Площадь сечения такого профиля 5.34 см2. Это намного больше, чем требуется по расчету.
2.5.1. Мы можем увеличить гибкость колонны, при этом требуемый радиус инерции уменьшится. Например, при λ = 130 коэффициент изгиба φ = 0.425, тогда требуемая площадь сечения колонны:
F = 3000/(0.425·2050) = 3.44 см2
2.5.2. Тогда
i = 1·250/130 = 1.92 cм
2.5.3. По сортаменту для квадратных профильных труб данным требованиям удовлетворяет профиль с размерами поперечного сечения 50х50 мм с толщиной стенки 2 мм, имеющий радиус инерции 1.95 см. Площадь сечения такого профиля 3.74 см2, момент сопротивления для этого профиля составляет 5.66 см3.
2.6. Проверим, является ли принятый профиль допустимым по предельной гибкости. Точное значение гибкости составит
λ = 250/1.95 = 128.2
значение коэффициента а составит
а = 3000/(0.425·2050·3.74·1.1) = 0.837
тогда предельно допустимое значение гибкости
λmax = 180 — 60·0.837 = 129.8 > 128.2
Требования по предельно допустимой гибкости нами соблюдены.
Вместо квадратных профильных труб можно использовать равнополочный уголок, швеллер, двутавр, обычную трубу. Если расчетное сопротивление стали выбранного профиля больше 220 МПа, то можно пересчитать сечение колонны. Вот в принципе и все, что касается расчета металлических центрально-сжатых колонн, добавлю только, что если вы занимаетесь расчетом не профессионально и все возможные нагрузки не только учесть, но даже представить не можете, то не используйте значение λ > 80. Чем меньше гибкость, тем надежнее конструкция. Если вы обратили внимание, то в таблице 2 не предусмотрены значения гибкости превышающие 220, хотя теоретически гибкость может составлять и 300 и 1000, просто рассматривать стержни с такой гибкостью в качестве несущих не имеет никакого смысла — очень уж нестабильны.
Если следовать приведенной выше рекомендации, то даже трубы сечением 70х70х2 мм будет недостаточно, а потребуется труба сечением 80х80х3 мм, для которой радиус инерции составляет i = 3.12 см и соответственно гибкость будет λ = 250/3.12 = 80.1. Например, вы рассчитываете точно такой же навес, но не соединенный с относительно жесткой кирпичной стеной, а отдельно стоящий. В этом случае значение коэффициента скорее будет μ = 2, но вы, не вникая в сложности взаимоотношений строительных конструкций, решили, что вполне хватит и μ = 1. В этом случае принятое ограничение по гибкости позволит защитить вашу конструкцию от разрушения, ведь при μ = 2 значение расчетной длины колонны составит lef = 2·250 = 500 см, а гибкость колонны λ = 500/3.12 = 160.25 т.е. на пределе максимально допустимого (и даже за пределом). Если же вы не ошиблись с выбором расчетной схемы, но все равно воспользовались рекомендованным ограничением гибкости λ ≤ 80, то в результате вы получите повышенный запас по прочности и некоторое удорожание конструкции. Что лучше: сделать конструкцию с повышенным запасом прочности или полностью ее переделывать после обрушения — выбирать вам.
И еще, приложение нагрузки точно по центру тяжести колонны и абсолютная вертикальность колонны возможны только в теории, на практике всегда возникает некоторый эксцентриситет приложения нагрузки и если для колонн сечением 40х40 см изменение точки приложения нагрузки на несколько миллиметров или даже целый сантиметр можно и не учитывать, задавшись соответствующим коэффициентом запаса по прочности, то для колонны сечением 5х5 см такое отклонение может быть критическим. Почему? Сейчас разберемся.
