Публикации

Основная задача строительства из металлоконструкций – разработка и применение новых оптимальных и конструктивных форм сооружений, зданий и их элементов, типов соединений, которые должны быть технологичны в изготовлении и монтаже. В современных условиях особое значение приобретает возможность комплектной поставки конструкций зданий, возводимых под ключ.

Панельное решение

В конструкциях покрытий и ограждений промышленных зданий применяются панели, состоящие из каркаса и тонких металлических обшивок с двух или с одной стороны. В верхней обшивке создается предварительное напряжение – растяжение, что позволяет ей воспринимать сжимающие напряжения при эксплуатационной нагрузке. Обшивка в этом случае совмещает функции ограждающей и несущей конструкции. Нижняя обшивка натягивается на каркас до создания гладкой поверхности. Между верхней и нижней обшивками размещается утеплитель. Применяют кровельные панели с предварительно напряженными обшивками пролетом 6–18 м. При пролетах до 6 м они имеют каркас из сплошных прокатных или гнутых элементов. При пролетах 6–12 м каркас выполняется решетчатым, а при больших пролетах панель со сплошным каркасом проектируется как верхний пояс шпренгельной или ферменной системы.

Предварительно напрягать можно присоединением обшивки к изогнутым элементам каркаса с последующим их выпрямлением и соединением по нейтральной оси, натяжением обшивки линейным способом болтами или с помощью рычага.   

Соединять элементы каркаса между собой и прикреплять к ним обшивки можно точечной сваркой, холодной клепкой или самонарезающимися болтами со специальными шайбами, которые обеспечивают плотность соединения. Верхние и нижние обшивки по конструктивным соображениям, как правило, выполняют одинаковой толщины. Напряжения в конструкции панелей со сплошным каркасом складывается из трех компонентов: предварительного напряжения, основных напряжений от расчетной вертикальной нагрузки и напряжений от распора верхней обшивки, работающей под нагрузкой как мембрана.

Блочный вариант

Блочные конструкции представляют собой пространственный каркас, на который обшивка или две обшивки (сверху и снизу) натягиваются на монтажной площадке. Верхняя обшивка образует кровельный настил, работает совместно с верхними поясами каркаса и может совмещать функции гидроизоляционного покрытия. Нижняя обшивка работает совместно с нижними поясами каркаса. Она применяется при необходимости иметь технический этаж в межферменном пространстве или потолок, отвечающий эксплуатационным или архитектурным требованиям. Каркас состоит из двух вертикальных ферм, соединенных поперечными вертикальными связями и поперечными ребрами (прогонами) по верхним и нижним поясам ферм. Горизонтальную жесткость в плоскости поясов обеспечивают предварительно напряженные обшивки. В торцах каркаса имеются горизонтальные фермы или балки, воспринимающие усилия натяжения обшивки и передающие их на пояса ферм. Высота вертикальных ферм в большинстве случаев ограничивается провозным габаритом для ферм или их отправочных элементов – 3,8 м. Высота ферм ограничивает также пролет блочной конструкции максимум до 60 м. Оптимальное расстояние между фермами – в пределах 3–12 м; практически принимается 3–6 м при диапазоне пролетов 30–120 м. С увеличением пролета увеличивается и расстояние. При устройстве гидроизоляционного ковра поверх обшивки для обеспечения большей жесткости кровли и увеличения срока службы влагозащитного покрытия шаг ферм принимается меньше, чем при совмещении обшивкой функции гидроизоляционного слоя. Пояса ферм работают на местный изгиб от вертикальной нагрузки, поэтому сечения их выполняют или из швеллеров, или из неравнополочных уголков. Решетка фермы проектируется из одиночных уголков, а поперечные ребра – из швеллеров. Верхние плоскости стержней поясов ферм, поперечных ребер, связей должны образовывать одну поверхность для укладки по ней обшивки. После сборки каркаса по нему раскатывают рулоны тонколистовой (1–2,5 мм) обшивки, натягивают ее и прикрепляют к каркасу электросваркой (сплошным швом) или электрозаклепками. Толщина обшивки назначается с учетом требований к конструкции: допустимого прогиба и т. д. Блочный тип каркаса имеет хорошие показатели по расходу металла. Однако трудоемкие работы на монтаже по предварительному напряжению и прикреплению к каркасу обшивки снижают его производственные показатели.    

Панельно-блочные металлоконструкции

Панельно-блочная конструкция состоит из верхней и нижней панелей, соединенных в пространственный блок вертикальной решеткой и поперечными связями. На монтажную площадку панели поступают с полной заводской готовностью: состоят из плоского каркаса, обшитого с одной стороны тонкими листами. Работают они как верхние и нижние пояса блока. Нижние панели нужны при наличии подвесного потолка. При небольших пролетах (до 30 м) применение панелей по нижним поясам блоков нерационально. Тогда вместо вертикальной решетки применяется продольная ферма; панели по верхним поясам ферм включаются в работу блока совместно с поясами. Продольные фермы возможны при высоте до 3,8 м. При соединении верхних и нижних панелей вертикальной решеткой, доставляемой на монтаж россыпью, высота блоков практически неограниченна. Ими могут перекрываться пролеты до 200 м. Ширина блоков ограничивается провозными габаритами панелей до 3,8 м. Монтажный блок при наличии соответствующего монтажного оборудования может быть шириной в несколько панелей. Шаг поперечных ребер в уровне верхних поясов должен быть не больше размеров, указанных в таблице; в уровне нижних поясов – обычно принимается равным длине панели нижних поясов ферм. Шаг ребер также должен удовлетворять условиям прочности и жесткости обшивки.  

Применение металлоконструкций в строительстве позволяет снизить трудоемкость изготовления и стоимость сооружений, сократить сроки их возведения и повысить эффективность капиталовложений в строительство.

По материалам сайта www.sak.ru

Вопрос-ответ

– В чем конструктивная особенность сэндвич-панели поэлементной сборки?

Сергей Виноградов, руководитель направления «Ограждающие конструкции» компании «Металл Профиль Урал»: 

– Основа сэндвич-панели поэлементной сборки – сэндвич-профиль. Он представляет собой объемную тонколистовую конструкцию, изготовленную холодным формованием из покрытого полимером оцинкованного стального листа. Применяется изделие как в стеновых, так и в кровельных конструкциях. В сэндвич-профиль вставляется утеплитель (минеральная вата или любой другой), далее крепится ветрозащитный барьер, а затем – наружная поверхность стены (облицовка). В качестве облицовки используют профнастил с полимерным покрытием, металлический сайдинг или фасадные кассеты.

В отличие от классического (клееного) аналога, в котором качество грунтовки внутренней стороны металла значительно влияет на адгезию клея и предотвращение отрыва слоя клея с грунтовкой от металла, сэндвич-панели поэлементной сборки лишены такой зависимости. Также на надежность и теплофизические свойства сэндвича не влияют марка и качество утеплителя.