Металлические каркасы. Элементы для возведения зданий промышленных объектов

Металлические каркасы являются основой многих промышленных сооружений. Они прочны и долговечны, выдерживают сильные нагрузки и не утяжеляют конструкцию. Скорость, простота монтажа и готовность к эксплуатации сразу после сборки позволяют значительно сократить время от проектирования до начала функционирования объекта. Относительно небольшой вес металлических элементов позволяет возводить надежные большепролетные и башенные конструкции, что затруднительно при использовании других материалов.

К основным элементам, из которых состоит металлический каркас, относятся колонны, фермы, подкрановые балки и система связей между ними.

Колонны

Металлическая колонна — вертикальная конструкция, подразделяющаяся на три основные составляющие: стержень, или ветвь, башмак (база) и оголовок.

Стержень колонны может быть сплошным, не имеющим просветов в стенках, или сквозным с решетчатой структурой.

По конструкции стержня колонны бывают:

• постоянного поперечного сечения;
• ступенчатые, состоящие из двух ветвей: основной несущей, на которую опираются фермы кровли, и подкрановой;
• раздельного типа, шатровые и подкрановые ветви которых принимают нагрузки самостоятельно, хотя и соединены между собой.

Башмак представляет собой стальную плиту, толщиной 40-75 мм, на которую опирается стержень. Башмак передаёт нагрузку от колонны на фундамент, к которому крепится с помощью анкеров.

Оголовок колонны служит опорой для вышележащих конструкций — балок и ферм и распределяет нагрузку на колонну равномерно по сечению стержня.

Колонны обеспечивают устойчивость всей конструкции, принимая и распределяя на фундамент общую массу перекрытий, стен и оборудования.

Фермы

Металлические стропильные фермы используются для сооружения перекрытий зданий с шириной пролёта от 18 до 36 метров и более. Фермой называется конструкция, состоящая из соединенных под разными углами металлических стержней, образующих решетку между двумя поясами.

По конфигурации верхнего пояса различают фермы:

• с параллельными поясами, применяемые в плоских покрытиях;
• треугольные, используемые в сооружениях с сильным уклоном кровли;
• полигональные, для обустройства рулонной кровли и крыш сложной конструкции.

Соединение фермы с колонной может быть жестким или шарнирным.

Подкрановые балки

Стальные подкрановые балки могут быть как сплошными, так и решетчатыми. Чаще используются сплошные балки, произведенные из двутаврового проката с симметричным или несимметричным сечением, длиной 6, 12 и 24 м. Также могут применяться сварные сплошные балки составного сечения. Решетчатые балки изготавливаются в виде ферм.

Связи элементов каркаса

Для соединения основных конструктивных элементов каркаса между собой применяются дополнительные металлические связи. Они способствуют равномерному распределению продольных и поперечных нагрузок между элементами для сохранения жесткости и устойчивости строительной конструкции.
Связи разделяются на вертикальные и горизонтальные, которые, в свою очередь, могут быть поперечными или продольными.
Связи, растяжки и распорки состоят из одиночных или спаренных прокатных профилей, преимущественно уголков и швеллеров.

Между собой элементы каркаса соединяются с помощью сварки, заклепок или болтов. Для этой цели в конфигурации деталей предусмотрены специальные отверстия, монтажные столики и косынки.

К металлическим каркасам применяются требования строительных нормативов, обеспечивающих безопасность и качество постройки, поэтому все элементы изготавливаются из класса стали не ниже марки Ст3 или Ст3 в сочетании с низколегированной.

Детали и блоки металлического каркаса могут быть как типовыми, так и нестандартными. Использование типовых элементов значительно сокращает время изготовления и расход металла, что удешевляет строительство в целом.