Металлокаркасные здания

Объекты из металлических сплавов пользуются популярностью ввиду быстроты монтажа, прочности и надежности. Металлокаркасные здания имеют широкую область применения в производственной, промышленной, бытовой и коммерческой сфере. Быстровозводимые варианты конструкции часто встречаются в зданиях складского и производственного назначения.

Состав металлического каркаса

Несущий каркас с узлами жесткости обеспечивает пространственную прочность металлоконструкции. Для создания объектов с подходящими техническими параметрами специалисты проводят предварительный расчет элементов. Большинство поперечных рам не подразумевает системы связей. Их возводят посредством жесткой фиксации колонн с фундаментом. Данная схема также актуальна при строительстве невысоких колонн и эксплуатации мостовых кранов.

Предварительное определение схемы продольных связей помогает понять ветровую нагрузку. Конструктора устанавливают параметры подкрановых балок, прогонов покрытия, стеновых прогонов. Среди частей металлической основы выделяют:

• несущие конструкции;
• связи;
• колонны;
• лестницы;
• вспомогательные площадки;
• прочие компоненты.

На подкрановые конструкции приходится усилие мостовых кранов. При ограниченной грузоподъемности дополнительные ветви колонн совмещают с основными. Консоли служат в качестве опор для ферм или балок. Они привариваются к несущему каркасу.

Возникают случаи, когда присутствуют колонны с большим шагом. Может возникнуть ситуация, когда прогоны или панели не могут перекрыть полный пролет. Тогда нужно предусмотреть дополнительные подстропильные фермы. Перекрытия располагают на стропильных фермах, которые в свою очередь лежат на подстропильных.

Вдоль необходимо разместить систему связей. Для создания дополнительной прочности и жесткости объекта предусматривают стеновые и кровельные панели. Об этих компонентах часто забывают при планировании конструкций. На время строительства здания на металлокаркасе могут устанавливаться вспомогательные монтажные связи. Фахверк обеспечивает фиксацию стеновых ограждений. Конструкция предполагает присутствие следующих компонентов:

• прогоны;
• стойки;
• колонны.

Фахверк находится под постоянной стеновой и ветровой нагрузкой, которая передается на каркас и фундамент. В качестве фиксирующих компонентов применяют заклепки, сварку или болты. Конкретный способ крепления выбирают в зависимости от степени динамической нагрузки на конструкцию.

Как производится металлокаркас и его составляющие

Изготовление металлокаркаса в Москве и других городах осуществляется на базе специализированных производственных объектов. Предприятия применяют собственные наработки или внедряют адаптированные образцы.

Технология выпуска изделий из сплавов металла включает следующие стадии:

1. Проектирование. Исполнителям необходимо собрать полную информацию о характеристиках будущего объекта. На начальном этапе устанавливаются эксплуатационные особенности изделия, тип и уровень нагрузок на каркас. На основании полученных и исследованных сведений эксперты подбирают такие важные параметры как состав материала, форма изделия, размеры системы, методика соединения функциональных частей.
2. Изготовление. Мастера готовят листовой и фасонный прокат к обработке. Для выпуска каркаса применяют разные материалы. Используют арматуру, трубный прокат, металлические полосы. Среди распространенных технологий изготовления выделяют рубку, резку гильотинными ножницами, правку. Мастера размечают продукцию и раскраивают заготовки. Далее элементы проходят через обработку на сверлильных, токарно-карусельных, фрезерных станках.
3. Сборка компонентов. Готовые компоненты конструкции собирают в единую систему. Для этого могут использоваться такие методики как сварка, разъемное или клепаное соединение. После сборки детали направляются на заключительную пескоструйную обработку. Поверхность каждого изделия покрывается антикоррозийными средствами, которые обеспечивают защиту от воздействия влаги и продлевают срок службы.

Готовая продукция подвергается контролю. Выполняется комплексная проверка следующих характеристик образцов:

• эксплуатационные особенности;
• архитектурная специфика;
• надежность и безопасность;
• устойчивость к агрессивным средам;
• экономические показатели.

В ходе выпуска систем специалистам следует придерживаться нормативных правил и технических регламентов, которые регламентируют производственный процесс. Среди эксплуатационных требований для продукции:

1. удобство обслуживания, возможность выполнения ремонтных работ на всех элементах каркасных строений;
2. свободное использование, мониторинг состояния кранового оборудования, иных подъемных механизмов;
3. соответствие действующим условиям освещенности и аэрации;
4. соблюдение норм пожарной и взрывной безопасности;
5. срок эксплуатации каркаса соответствует уровню агрессивности среды внутри рабочего цеха.

Среди экономических факторов, которые определяют затраты на возведение и влияют на итоговую цену каркаса:

• состав материала;
• технология производства;
• вариант транспортировки и монтажа;
• расходы на поддержание в исправном состоянии.

Отличия быстровозводимых металлокаркасов от несущих

По признаку мобильности постройки выделяют такие виды металлокаркасных зданий как:

1. Быстровозводимые. В качестве примера можно привести торговые павильоны, ангары и склады со стальной основой. Включают стандартные составляющие. Отличаются компактными габаритами, благодаря которым системы легко перевозить и складировать. Возведение объектов происходит быстро и легко.
2. Несущие. Стационарная разновидность сооружений. Предполагает наличие металлических остов, горизонтальных перекладин и вертикальных стоек. Компоненты системы зафиксированы посредством болтового соединения или сварки. Элементы образуют поперечные рамы, за счет которых вырастает общий показатель прочности объекта. Каркас, зафиксированный на фундаменте, дополняют стеновыми и кровельными прогонами. Добавляют облицовку остовов посредством железобетона или кирпичной кладки. Конструкции не являются мобильными.

Достоинства быстровозводимых металлокаркасных зданий

Среди положительных моментов выбора быстровозводимых зданий на металлокаркасе отметим:

• Легкость и прочность стального каркаса, который выдерживает высокие и тяжелые строения;
• Огнеупорность. Система не подвержена горению, не выделяет вредных токсичных испарений при контакте с пламенем;
• Коррозионную устойчивость. Благодаря специальному защитному покрытию металлическая поверхность не склонна к поражению ржавчиной;
• Отсутствует высокое давление каркаса на почву. В результате не наблюдается усадки зданий. Система не подвергается деформации. Отлично сохраняется выполненная внешняя и внутренняя отделка сооружения;
• Минимальные риски развития гнилостных процессов, размножения бактерий, грибка или плесени. Металлическая поверхность не является питательной средой для распространения патогенной флоры;
• Износостойкость. Мобильные каркасы из стального сплава обладают продолжительным сроком службы. Период эксплуатации составляет несколько десятков лет;
• Универсальность. Производители реализуют разные архитектурные решения и варианты декора. Металл отлично сочетается с другими материалами.

Виды металлического каркаса для быстровозводимых зданий (ЛСТК и ЛМК)

В зависимости от исполнения основы быстровозводимых построек, их делят на:

• ЛСТК. Каркасы из легких стальных основ обладают широким спросом ввиду таких качеств как внешняя привлекательность, энергоэффективность, прочностью, износоустойчивость, быстрота установки каркаса сооружения. Они выполняются из металлического профиля. Позволяют возводить кемпинги, коттеджи, небольшие отели, ангары и складские помещения. Можно строить объекты в любое время года. Для выполнения фасада и цокольной части подходит керамогранитная плитка, сайдинг и кирпич. Сооружения ЛСТК без труда можно демонтировать, не требуется тратить много времени на сварку. В качестве утеплительного материала подходят термопанели.
• ЛМК. Здания из легких металлоконструкций имеют большие пролеты с поперечными и вертикальными креплениями. Для подготовки каркаса нужно использовать вдвое меньше металлических листов. Общая масса постройки снижена в 3,5 раза по сравнению с традиционными домами.
  При возведении нужны минимальные трудозатраты. Строения из ЛМК характеризуются высокой прочностью, не уступая по надежности классическим конструкциям. Для изготовления применяются горячекатаные профили с антикоррозийной обработкой. Используют сварные конструкции, включающие в себя балки толщиной 4-5 мм разного сечения. Гибку профиля из стальных полос осуществляют холодным методом. Поверхность изделий иногда покрывается горячим цинком.
  Соединение отдельных компонентов проходит посредством болтов. Заводская стандартизация несущих элементов позволяет избавиться от опасности зазоров и деформаций в каркасе. По времени строения из ЛМК монтируют вдвое дольше, чем аналоги из ЛСТК. По цене работа с легкими конструкциями выходит несколько дороже.

Этапы и особенности возведения металлокаркасных объектов

Если купить металлический каркас, то постройку проекта «под ключ» стоит доверять только опытным профессионалам. Комплексная работа по установке включает в себя:

1. Сборку колонн рядовых рам на фундаментах. Мастер придерживается инструкций технического задания.
2. Монтаж ферм рядовых рам. Фиксируют связевой пролет, для крепления ферм используют траверсы и текстильные стропы.
3. Установка каркаса. Монтаж кровельных прогонов осуществляется в соответствии с монтажными чертежами. Мастер фиксирует вертикальные и горизонтальные связи по фермам. Проверяют геометрию пролета. Далее поэтапно соединяют рядовые фермы посредством распоров и прогонов. После сборки ограждающих конструкций удаляют временные связи.
4. Подготовка каркаса торцевых стен. Работы производят согласно положениям СНиП 3.03.01.-87. Предварительно собранные части торцевой стены размещают на фундаменте. Торцевая балка монтируется на опоры стоек. Распорки делят по стойкам.

После успешной установки поверхность металлической конструкции подлежит защитной обработке. В качестве антикоррозийного покрытия применяется хром, цинк, никель и олово. Нанести защитный слой можно путем погружения в горячий металл, напыления плазменной струей, осаждения на деталях солей электролита, горячей прокатки. В качестве дополнительного неметаллического покрытия служат полимерные вещества, смолы, лакокрасочные средства.