Стальные колонны. Большинство применяемых в настоящее время стальных колонн изготовляется из стандартных двутавровых прокатных балок. В отдельных случаях применяются колонны других типов, отвечающие специальным условиям. Сечение колонн обычно остается одинаковым в пределах двух этажей. В результате этого часть такой колонны над междуэтажным промежуточным перекрытием оказывается недогруженной. Однако такое решение оказывается все же дешевле, чем колонна с изменением сечения в каждом этаже, так как в последнем случае стоимость ее увеличивают дополнительные стыки и увеличение объема монтажных работ. Усиление нижней части двухэтажной колонны также оказывается неэкономичным из-за удорожания ее изготовления.
В тех случаях, когда нагрузки на колонны превышают несущую способность максимальных стандартных прокатных балок, применяются накладки для увеличения толщины полок таких балок. При расчете размеров и определении веса стальных колонн нельзя забывать о необходимости защиты их от огня.
Железобетонные колонны. Колонны из железобетона могут практически иметь любое сечение, удовлетворяющее предъявляемым к проекту требованиям, при условии целесообразности сечений колонн с точки зрения их устройства, заполнения форм и распалубки, а также рациональности их конструкции в отношении опирания на них прогонов и других поддерживаемых ими конструктивных элементов. Наиболее распространенные сечения железобетонных колонн — квадратное, прямоугольное, круглое, овальное и Г-образное. Формы для изготовления колонн выполняются обычно из досок или фанеры, за исключением круглых колонн с криволинейными поверхностями, а также с конусообразными капителями, широко применяемых в безбалочных конструкциях, формы для которых делаются из тонкой листовой стали.
Колонны, армированные продольными стержнями и отдельными поперечными хомутами, наиболее просты и эффективны для восприятия изгибающих напряжений. Однако поскольку их несущая способность при одном и том же сечении меньше, чем у колонн других типов, то в случаях, когда расчетное сечениє колонны оказывается по экономическим и архитектурным соображениям слишком большим, следует отдавать предпочтение колоннам других типов.
Колонны со спиральной арматурой армируются продольными стержнями, охваченными стальной спиралью с тесно расположенными витками. Колонны этой конструкции особенно пригодны для зданий с большими нагрузками: для заводов, магазинов, гаражей и т. п. В таких зданиях часто оказывается целесообразным применить в нижних этажах колонны со спиральной арматурой, а в верхних — колонны с отдельными поперечными хомутами.
Составные колонны состоят из конструктивного стального или чугунного сердечника, заделанного в бетон, армированный продольными стержнями и спиральной арматурой.
Металлический сердечник может быть и полым при условии заполнения его бетоном.
Колонны такой конструкции имеют при данной нагрузке значительно меньшее сечение, чем даже колонны со спиральной арматурой. В качестве сердечника обычно применяются стандартные двутавровые прокатные балки. Сердечник может быть установлен целиком на высоту до шести этажей. Применение таких колонн может быть выгодным в нижних этажах сравнительно высоких железобетонных каркасных зданий для уменьшения сечения тяжело нагруженных колонн.
Колонны смешанного типа (с жесткой арматурой) состоят из конструктивной профильной стали, окруженной слоем бетона толщиной не менее 65 мм (считая от поверхности металла за исключением заклепочных головок), армированного проволочной сеткой по периметру сечения.
Трубчатые колонны представляют собой стальные трубы, заполненные бетоном. Они применяются преимущественно в невысоких зданиях и там, где нормы в отношении огнестойкости не особенно строги.
Железобетонные колонны более универсальны, чем стальные, так как позволяют менять сечение, состав бетонной смеси и количество арматуры в уровне каждого междуэтажного перекрытия. Непременным условием при конструировании железобетонных колонн является стандартизация опалубки. С другой стороны, колонны с чрезмерно большими размерами сечения сокращают полезную площадь здания, а колонны с минимальными размерами сечения, требующие максимального допускаемого нормами процента армирования, часто оказываются неэкономичными.
Следует также правильно выбирать материал для устройства опалубки. Опалубка из листовой стали, обычно применяемая при бетонировании колонн круглого сечения, может быть легко переделана на месте для устройства колонн различного диаметра, в то время как при применении деревянной опалубки изменение формы колонны требует переделки опалубки в мастерской.
В отношении наружных колонн здания обычно рекомендуется выдерживать лицевую сторону сечения, параллельную поверхности стены здания, в одной плоскости по всей высоте здания при одинаковой ширине. Изменение несущей способности колонны производится в этом случае за счет изменения ее толщины и количества арматуры.
Составные колонны или колонны смешанного типа следует применять только при очень высоких нагрузках.
Часто приходится разрабатывать несколько вариантов конструкций колонн для сравнения их относительной экономичности. В этом случае экономичность достигается либо путем максимальной стандартизации, либо путем максимального уменьшения сечений.