Строительство производственных зданий

Преимущества строительства зданий из металлического каркаса

Каркасы из металла обладают многими преимуществами по сравнению с другими способами строительства объектов.

Во-первых, это механические и химические свойства металла, а именно, высокая прочность материала, надежность, хорошие эксплуатационные характеристики.

Во-вторых, применение металлического каркаса в строительстве сокращает время возведения всего сооружения в целом из-за простоты монтажа.

К тому же, производство и строительство с использованием каркаса можно вести круглогодично.

Металлические конструкции также характеризуются высокой теплопроводностью, то есть, решена проблема образования «мостиков холода» (участки конструкции здания или сооружения, через которые осуществляется повышенная теплоотдача: эти участки будут значительно холоднее зимой). Создание так называемых «термопрофилей» решает эту проблему. Термопрофиль – это перфорированная (или просеченная) балка для увеличения продолжительности прохождения тепла через конструкцию. Наличие перфорации увеличивает тепловой поток, за счет чего снимаются тепловые потери.

Еще одним преимуществом каркасных зданий является возможность их возведения на легких фундаментах. В случае болтового соединения элементов каркаса возможен последующий демонтаж сооружения и перенос его на другую монтажную площадку.

Высокая пожаробезопасность, высокая степень заводской готовности и удобство транспортировки также способствуют достаточно низкой стоимости строительства зданий и сооружений из металлических каркасов.

Устройство металлического каркаса здания

Основой металлического каркаса является поперечная рама, которая образуется из колонн, соединенных с фундаментом, и стропильная ферма, шарнирно соединенная с колоннами. Все нагрузки на конструкцию распределены между колоннами и фермой. Основные нагрузки приходятся на колонны: нагрузки от собственного веса, ветровые нагрузки, нагрузки от атмосферных осадков, крановые нагрузки. Нагрузки от покрытия здания и от соединений колонн между собой передаются на стропильные фермы, которые имеют решетчатую конструкцию для увеличения жесткости кровли.

Так же к элементам металлического каркаса здания или сооружения относят:

• Сварные балки постоянного или переменного сечения, за счет размера которых можно увеличить пролеты зданий

• Стойки каркаса здания, которые увеличивают жесткость каркасной конструкции

• Ригели, являющиеся линейным несущим элементом и соединяющие стойки колонны и опоры. На практике ригели воспринимают достаточно высокие нагрузки, с их помощью можно увеличить пролеты здания и высоту потолков

• Подкрановые конструкции, балки с тавровым или двутавровым сечением, увеличивающие жесткость сечения и несущую способность всей конструкции для установки грузоподъемного крана

• Связи, которые применяются для соединения элементов металлоконструкций (болтовые, на заклепках, сварные)

• Прогоны, являющиеся элементами связи и с помощью которых кровельные и стеновые конструкции крепятся к каркасу здания или сооружения; они воспринимают снеговые и ветровые нагрузки

• Закладные детали, предназначенные для сварки конструкций между собой

• Крепежные элементы, метизы

• Арки (дугообразный пролет между прогонами здания или сооружения)

Пространственная жесткость каркаса здания или сооружения достигается системой связи рам, колонн и ферм.

Система связей элементов металлического каркаса

Для компоновки элементов конструкции зданий и сооружений в единый каркас используются различные системы связей, которые обеспечивают пространственную жесткость и геометрическую неизменяемость каркаса.

Так как элементы каркаса здания могут располагаться в вертикальной и горизонтальной плоскостях, следовательно, связи между элементами бывают:

• Вертикальные связи между колоннами

• Горизонтальные связи по верхнему поясу ферм и балок (поперечные, продольные, скатные)

Существует несколько способов связей между элементами каркаса:

• Рамная схема каркаса здания – это совокупность жесткой и устойчивой системы колонн, ригелей и перекрытий, когда несущие элементы стыкуются жесткими узловыми соединениями, а все нагрузки берут на себя поперечные и продольные рамы каркаса

• Связевая схема каркаса здания с простыми конструктивными решениями соединения колонн и ригелей подвижными креплениями, которые воспринимают только горизонтальные нагрузки

• Рамно-связевая схема каркаса здания, когда вертикальные связи расположены перпендикулярно каркасным рамам, с поперечными стеновыми диафрагмами и стрежневыми элементами, когда рамный каркас и диафрагма жесткости принимают боковые нагрузки

• Комбинированные металлические каркасы

Рамные и фермные системы каркаса здания или сооружения

Металлические каркасы зданий и сооружений классифицируются на рамные и фермные конструктивные системы по типу стального каркаса:

• Рамные системы, когда все нагрузки принимают на себя продольные и поперечные рамы каркаса.

Рамные каркасы состоят из стальных двутавровых профилей (балок), связанных жестко в углах и образующих раму. В таких системах рама состоит из вертикально расположенных рамных опор-стоек и горизонтальных ригелей, которые несут нагрузку перекрытий.

Например, односкатная однопролетная рама

• Фермные системы из ферм (или балок) перекрытия, в которых стальные стержни образовывают треугольники, формирующие фахверковые панели (или поля). Эти поля образуют фахверковые фермы, которые служат основанием для кровли. Их соединяют к стальным стойкам каркаса при помощи сварки или болтами.

Например, ферма под двускатную кровлю

Существует способ строительства зданий и сооружений из легких металлоконструкций, которые имеют вид параллельно расположенных плоских металлических рам, установленных на фундамент. Рамы соединены между собой распорками, или связями, прогонами, балками межэтажных покрытий (в случае строительство многоэтажных зданий). Прогоны выполняют функцию крепления стеновых и кровельных конструкций к каркасу сооружения. Элементы конструкции из легкого металла соединяют или болтами или сваривают, что предопределяет степень заводской готовности металлоконструкции (сварку осуществляют на заводе, крепление болтами – на монтажной площадке).

Обеспечение надежной эксплуатации каркаса здания

Все конструктивные элементы маталлокаркаса должны обладать высокой коррозионной стойкостью и низкой огнестойкостью. Для снижения огнестойкости существуют специальные теплоизолирующие экраны на поверхности элементов конструкций, за счет замедляются процессы нагрева металла: штукатурка, вспучивающиеся краски или огнезащитные покрытия. Для повышения устойчивости к воздействию внешних неблагоприятных факторов металлоконструкции каркаса здания обрабатывают лакокрасочными и полиэтиленовыми порошковыми покрытиями, металлизационные покрытия, проводят гуммирование поверхностей (наносят резиновые смеси и мастики).

Для качественного нанесения антикоррозионного покрытия завод-изготовитель подготавливает поверхность пескоструйными, дробеструйными и химическими способами очистки.

Саратовский резервуарный завод изготавливает металлические каркасы зданий любого типа и назначения. Тип каркаса здания и сооружения подбирается на основе требований Заказчика к металлоконструкции. Все металлоконструкции, производимые на заводе САРРЗ, отличаются высоким качеством, что обеспечивает их долгую эксплуатацию и безопасность.