Металлокаркасы зданий

Стальной каркас стал стандартом для промышленного, складского и коммерческого строительства. Он легче железобетонного в несколько раз, что позволяет уменьшить фундаменты, перекрывать большие пролёты без промежуточных опор и вести монтаж практически в любое время года. Элементы изготавливаются на заводе с высокой точностью, а на площадке собираются на болтах, поэтому срок возведения коробки здания измеряется неделями.

Завод «Рина» выполняет полный цикл работ по каркасу: разработку раздела КМ или деталировку КМД по готовому проекту, изготовление всех несущих и вспомогательных элементов, антикоррозионную и огнезащитную подготовку, доставку и монтаж. Мы работаем как с генеральными подрядчиками, так и напрямую с застройщиками и промышленными предприятиями.

Колонны передают нагрузки от покрытия, перекрытий и кранов на фундаменты, поэтому их сечение подбирается с запасом по устойчивости. Для зданий без кранов обычно применяются колонны из широкополочного прокатного двутавра, для цехов с мостовыми кранами — ступенчатые или сквозные колонны с подкрановой ветвью. Базы колонн проектируются с учётом способа установки: на выверенные опорные плиты или с подливкой после рихтовки.

Покрытие выполняется балочным или ферменным. Балки удобнее при пролётах до 18–24 метров и при низкой строительной высоте, фермы — при больших пролётах и наличии подвесного оборудования. Система связей обеспечивает пространственную жёсткость: без неё даже правильно подобранные колонны и ригели не смогут воспринять ветер и торможение кранов. Мы размещаем связевые блоки так, чтобы они не мешали воротам и технологическим проходам.

Для многоэтажных зданий изготавливаем балочные клетки перекрытий под монолитную плиту по профлисту. Главные и второстепенные балки соединяются на болтах через рёбра и накладки, а упоры для совместной работы с бетоном привариваются в цехе, что сокращает объём работ на высоте.

Вспомогательные элементы — фахверк, обрамление ворот, опоры под вентиляционное оборудование — часто остаются без внимания до начала монтажа. Мы включаем их в комплект сразу, чтобы на площадке не приходилось докупать прокат и варить недостающие детали. Это экономит и время, и нервы.

Приведённые диапазоны — типичные, но не предельные. Конкретная схема выбирается после анализа технологии, нагрузок и условий площадки. При проектировании мы опираемся на СП 16.13330 для стальных конструкций и СП 20.13330 для нагрузок и воздействий, а требования к изготовлению и монтажу принимаем по ГОСТ 23118 и СП 70.13330.

Для многопролётных зданий важно правильно решить температурные швы: протяжённый металлический каркас заметно удлиняется при нагреве, и без деформационных блоков в связях возникают значительные дополнительные усилия. Мы разбиваем здание на температурные блоки, а в местах швов предусматриваем парные колонны или подвижные опирания.

Мы проектируем монтажные узлы с расчётом на максимальную заводскую готовность. Фланцевые стыки ригелей, опорные столики, рёбра жёсткости, косынки для связей — всё приваривается в цехе. На монтаже остаётся только установить элемент и затянуть болты. Это ускоряет строительство и снижает зависимость качества от погоды и квалификации монтажников.

Монтаж каркаса ведут собственные бригады с автокранами и подъёмниками. Установка колонн выполняется по результатам геодезической съёмки фундаментов, после каждой захватки проверяются отметки и вертикальность. Отклонения фиксируются в исполнительных схемах, которые передаются заказчику вместе с актами. Подробнее о монтажных работах — в разделе услуг.

Коррозионная стойкость каркаса зависит прежде всего от подготовки поверхности. Мы удаляем окалину и ржавчину абразивоструйной обработкой, обеспыливаем металл и наносим покрытие в окрасочной камере с контролем температуры и влажности. Толщина каждого слоя проверяется толщиномером, результаты фиксируются в журнале.

Для зданий с требованиями по огнестойкости мы согласуем систему покрытия с поставщиком огнезащиты: грунт должен быть совместим с последующим огнезащитным слоем, иначе возможно отслоение. Огнезащитные составы наносятся после монтажа, но подготовка к ним начинается уже в цехе.

Особое внимание уделяем местам, где коррозия развивается быстрее всего: узлам сопряжения, зазорам между пластинами, базам колонн у пола. Кромки скругляются, замкнутые полости герметизируются сплошными швами, а в открытых профилях, где может застаиваться вода, предусматриваются дренажные отверстия. Такие мелочи не видны в спецификации, но именно они определяют, как каркас будет выглядеть через много лет эксплуатации.

Сварные соединения контролируются по результатам визуального и измерительного контроля, а для ответственных стыковых швов поясов и подкрановых балок применяем ультразвуковую дефектоскопию. Выявленные дефекты устраняются и перепроверяются до окраски, чтобы исключить скрытые несплошности под покрытием.

Металлоёмкость каркаса — главный, но не единственный фактор его стоимости. На цену одинаково сильно влияют сложность узлов, количество уникальных марок, объём сварки и трудоёмкость монтажа. Нередко вариант с чуть большим расходом стали оказывается дешевле, потому что его проще и быстрее изготовить и собрать. Поэтому мы оцениваем решения комплексно, а не только по массе.

Первый резерв — правильная сетка колонн. Шаг 6 метров позволяет использовать лёгкие прогоны, шаг 12 метров освобождает пространство, но требует подстропильных конструкций или тяжёлых прогонов. Выбор зависит от технологии: для стеллажного склада выгоден один вариант, для цеха с оборудованием — другой. Второй резерв — сварные сечения переменной высоты вместо прокатных профилей там, где усилия сильно меняются по длине. Третий — унификация узлов: одинаковые фланцы, одинаковые диаметры болтов, повторяющиеся связевые элементы.

Наконец, большое значение имеет выбор марки стали. Низколегированная сталь С345 или С390 позволяет уменьшить сечения сильно нагруженных колонн и поясов ферм, а для второстепенных элементов достаточно С255. Мы применяем разные марки в одном каркасе, если это даёт реальную экономию и не усложняет комплектацию.