Производство каркасных конструкций

Каркасные конструкции представляют собой новацию, весьма востребованную сегодня в строительстве опорных каркасов зданий гражданского и промышленного назначения. Появившись относительно недавно, подобная технология стала очень популярной и пользуется повышенным спросом. Из нашей статьи вы узнаете все подробности про производство каркасных конструкций.

Преимущества использования каркасных конструкций

1. Стоимость. Каркасные постройки представляют собой здания, цена которых на 30–40 % ниже, чем кирпичных и бетонных. Приобрести тентовую конструкцию из ЛСТК (лёгких стальных тонкостенных конструкций) и ЛМК (лёгких металлоконструкций) можно в любом городе России. Металлопрокатные заводы изготавливают готовые комплекты деталей для монтажных работ по проектной документации. Стоят подобные каркасные сооружения из тента порядка 69000–74000 рублей за тонну.

2. Прочность. Ангар или склад из тента представляет собой надежную каркасную постройку, способную противостоять высоким климатическим нагрузкам (снегу, порывистому ветру).

3. Износоустойчивость тента. Тентовое покрытие изготавливают из поливинилхлорида (специальный химический состав на основе углерода). Тенту из ПВХ не страшны температурные перепады, коррозия, его можно монтировать/демонтировать в любое время года и при любых условиях, в том числе и в мокрую погоду. При температуре от –40 до +70 ⁰С тент прослужит 10–15 лет.

4. Долговечность. Каркасное здание, возведенное с помощью ЛСТК и ЛМК, характеризуется прочностью и долговечностью. В среднем такую постройку можно эксплуатировать порядка 50–80 лет и более.

5. Простой и быстрый монтаж. Возвести каркасную постройку из тента можно самостоятельно или с помощью строителей-профессионалов. Срок строительства тентового склада — две недели. Детали соединяют в цельную конструкцию в соответствии с инструкцией, предоставленной металлопрокатным заводом (за основу берут проектную документацию, завод производит каркасную конструкцию по чертежам заказчика, будь то готовый комплект ЛСТК или ЛМК, имеющий все требующиеся маркировки и отверстия для крепежа).

6. Устойчивость к землетрясениям. Тентовые постройки с каркасом из стали характеризуются высокой сейсмической устойчивостью.

7. Универсальность. Здания с каркасной основой востребованы в самых различных областях деятельности человека. Их строят для нужд сельского хозяйства, промышленности, спортивного сектора. Каркасные постройки могут быть как производственного (технического), так и жилого назначения.

8. Многообразие форм и возможность перекрывать широкие пролеты без применения промежуточных опор. В этом аспекте тентовые постройки на каркасной основе являются достойными конкурентами стандартных большепролетных зданий. Более того, они обладают малым весом и могут быть возведены практически на любом основании.

Сооружение с каркасом из тента состоит из следующих частей:

• сборно-разборного металлокаркаса (в него включены крупноузловые сборочные элементы, которые собираются на объекте с помощью болтовых соединений);
• тентового покрытия — наружного и внутреннего слоя, в который по желанию заказчика может быть добавлен утеплитель;
• фундамента — тумб из бетона с закладными деталями, соединенными друг с другом ростверком.

Дополнительно производителем могут быть предложены сдвигающиеся боковые стенки для построек спортивного или сельскохозяйственного назначения. Здания оснащены системой отопления/охлаждения, которая создает оптимальные климатические условия внутри помещения. Стандартные холодильные агрегаты обладают холодопроизводительностью 100 кВт, 150 кВт, 250 кВт.

Благодаря разработкам инновационных решений специалистами различных компаний удалось обеспечить контролируемые параметры температуры внутри помещения.

Системы по распределению воздуха, работающие на автоматическом управлении, поддерживают нужную температуру в рабочей зоне, при этом значительно экономятся энергетические ресурсы.

Современная программа компьютерного моделирования может осуществить точный расчет распределения воздуха в каркасном здании. В соответствии с полученными данными из специальных текстильных материалов изготавливают систему воздушных каналов. Она обладает очень малым весом, и это делает возможным ее применение в зданиях, кровля которых рассчитана только на собственный вес и снеговую нагрузку. Использовать данную систему можно не только в каркасно-тентовых, но даже в пневмокаркасных и воздухоопорных конструкциях, купол которых имеет очень маленькую дополнительную несущую способность.

Оборудование и материалы для производства каркасных конструкций

Стальные профили представляют собой типовую каркасную конструкцию, которую изготавливают на автоматизированных линиях. Как правило, для производства каркасных конструкций используют комплект оборудования, состоящий из:

• Профилей С и П 8 видов, применяемых для возведения каркасов перегородок и стен.
• Профиля Z-образного вида, используемого в сооружении каркасных перекрытий.
• Профиля Ω- образного вида, применяемого в производстве кровельной обрешетки.

На станке для производства ЛСТК можно работать со следующими материалами:

• Рулонная сталь тонколистовая оцинкованная, выполненная по ГОСТу 14918-80 группы ХП и имеющая цинковое покрытие первого класса толщины.
• Листовая сталь горячеоцинкованная, выполненная по ГОСТу Р 52246-2004 марки 250, имеющая двухстороннее цинковое покрытие с расходом 275 г/м2.

Еще в работе можно использовать стали импортного производства, рулонные и листовые, характеристики которых аналогичны вышеупомянутым. Можно применять сталь, имеющую обозначения S250GD в европейском стандарте EN 10147:1991+A1:1995 и 250 в международном стандарте ISO 4998:1996. Размеры заготовки определены в ГОСТе Р 19851-74.

В комплект оборудования входят 3 линии для выполнения профилирования, и перфоратор — с его помощью осуществляется термопросечка. Перфоратором пробивают отверстия на готовых профилях вида С и П.

Линия состоит из следующих частей:

• Консольный разматыватель рулона.
• Прокатный стан с 14 рабочими клетями, способный к быстрой переналадке.
• Ножницы для продольной резки.
• Устройство для приема продукции.
• Система автоматического управления.

Цены на оборудование:

• Автоматизированная линия для производства профилей вида П и С с четырьмя типовыми размерами для каждого из видов — 2 150 000 рублей.
• Автоматизированная линия для производства профилей вида Z — 2 800 000 рублей при максимальной высоте профиля 100 мм и 3 260 000 рублей при высоте профиля 150 мм.
• Автоматизированная линия для производства профилей вида Ω — 1 090 000 рублей.
• Блок перфорации — 490 000 рублей.

Оборудование можно интегрировать с САПР, что позволяет упростить разработку технических процессов к ним.

Какая каркасная конструкция лучше: ЛМК или ЛСТК

Каркасные конструкции бывает двух видов:

• ЛМК (легкие металлические конструкции). Данная технология отрабатывалась и испытывалась на протяжении десятков лет, но и сегодня продолжает активно развиваться и совершенствоваться. При ее применении в качестве материала используется в основном черный металлопрокат — двутавры, швеллера, уголки, квадратные и круглые трубы квадратного и круглого сечения. Данная технология производства каркасных конструкций на заказ нашла широкое применение в строительстве производственных сооружений, складских и общественных зданий, высотных построек.
• ЛСТК (легкие стальные тонкостенные конструкции). Эта технология была разработана в 1950-х годах в Канаде. Как раз в тот период возникла острая необходимость в малоэтажном строительстве на севере Америки. Потребовалось возвести большое количество домов, соответствующих климатическим условиям. В итоге появилась данная технология. Сегодня она успешно применяется при строительстве индивидуальных домов и временных зданий.

Если сравнить технологии ЛМК и ЛСТК, то можно выявить следующее. Главный плюс ЛСТК, о котором говорится заказчику, — это экономия металла (от 25 % до 50 %). Металл экономится за счет того, что уменьшается толщина каркасных конструкций: с 8–40 мм у ЛМК, до 0,7–3 мм у ЛСТК. Но если рассмотреть это утверждение в техническом и экономическом аспектах, выходит, что маркетологи лукавят: нельзя много сэкономить, возводя производственные, складские и общественные здания с шириной пролетов от 12 метров и шире и высотой от 6 метров и выше. Любой компонент каркасной постройки испытывает воздействие нагрузок от снежных масс, порывов ветра, собственной массы конструкции. Чтобы выдерживать эту нагрузку, ее части должны обладать определенным сечением и толщиной, иначе они деформируются. Деталь толщиной 2 мм не может противостоять той нагрузке, какую выдерживает деталь толщиной 15 мм. Это становится очевидным, если сравнивать каркасы из ЛМК и ЛСТК.

Прежде всего, используя в работе каркасы из ЛСТК, необходимо учитывать, что шаг несущих конструкций должен быть меньше в 2 и более раза, чем у легких металлических конструкций. Т. е. если у ЛМК шаг рам 6–12 м, то у ЛСТК — 3м или меньше. Далее, связующих деталей в конструкции из ЛСТК также должно быть больше на четверть, в противном случае здание может серьезно деформироваться в силу того, что детали конструкции с меньшей толщиной имеют меньшую жесткость.

Кроме того, гнутые ЛСТК нельзя назвать самым легким видом каркасных установок, потому что они не дают рационально распределять материал по сечению, в то время как для ЛМК характерно широкое применение балок с переменным сечением. По факту самые легкие и дешевые на сегодняшний день каркасные конструкции — это сварные двутавры из черного металлопроката. Стенки и полка двутавров устойчивы, они целиком отвечают требованиям российских строительных норм.

Если сравнивать цены на металлопрокат, то стоимость оцинкованного тонкостенного профиля в среднем 65 000 рублей за тонну, профиля из черного проката — 7 000 рублей за тонну. В таблице ниже приводится стоимость каркаса здания 24х60м высотой 6м.

Таким образом, возвести здание с использованием технологии ЛСТК и сэкономить при этом на уменьшении объема используемого металла не получится. Все говорит о том, что если уменьшить вес каркаса, это не только не удешевит проект, но и сделает его дороже. Более того, надежность и прочность здания будут в этом случае на низком уровне.

Как правило, площадь каркасных построек из ЛСТК менее 1500 м2, и государственная экспертиза проектной документации в данном случае не делается. Выходит, что официальных документов, подтверждающих прочность возведенного здания, исполнитель предоставить не может. Экономия на металле оборачивается в итоге снижением долговечности всей постройки. Крепление оцинкованных профилей друг с другом непрочное, как только постоянная нагрузка (в основном снеговая) немного увеличивается, тонкий металл «рвется» о крепежные элементы — саморезы и болты, в итоге здание рушится. Обрушение также может произойти, если колонну здания из ЛСТК повредит погрузчик или какое-то иное работающее устройство.

В свете вышесказанного можно сделать следующее заключение. Фирмы-производители и строители, занимающиеся технологией ЛСТК, уверяют, что с ее помощью можно сэкономить до 50 % металла, по сравнению с черным прокатом. Но на деле выходит, что:

• По прочности, долговечности и безопасности ЛСТК однозначно проигрывают каркасным конструкциям из обычного металла, изготовленным по технологии ЛМК.
• Утверждение о низкой стоимости каркасной конструкции из ЛСТК не соответствует действительности.
• Здание, построенное целиком из ЛСТК, в итоге требует больших затрат, по сравнению со зданием из ЛМК.
• Экономия возведения сооружений из ЛСТК всего лишь теоретическая.
• Работу маркетологов ЛСТК по расхваливанию данного продукта можно оценить очень высоко, но практика показывает, что использующий эту технологию заказчик платит в итоге в два или три раза больше.

Где заказать каркасную конструкцию