Основные виды металлоконструкций

Металлоконструкции в строительстве

Металлоконструкции являются важным элементом для современного строительства. Подавляющее большинство построек имеют в своей основе каркасы из металла для создания максимально прочного и надежного здания.

Сборка проекта проходит быстро благодаря тому, что некоторые металлические элементы собираются и красятся уже на заводе. При возведении чего применяются всевозможные виды металлоконструкций:

• башни и антенны;
• системы коммуникации;
• здания;
• билборды;
• мосты.

Конструкции из металла получили свою популярность благодаря следующим преимуществам:

• стоимость;
• срок эксплуатации;
• малый вес;
• устойчивость к воздействию внешних сил;
• транспортабельность;
• прочность.

Но устойчивость к внешним фактором отличается в зависимости от используемого сплава. В зависимости от точного состава сплава и пропорций используемых примесей будет отличаться температура плавления, из-за чего пожар может стать причиной деформации металлических профилей и балок, что приводит к обрушению кровли и стен.

Также потребуется обработка специальными составами для борьбы с коррозией. Если элемент устанавливается внутрь конструкции, то достаточно одной обработки, так как металл не будет соприкасаться с влагой. А элементы, расположенные в доступных местах, должны регулярно обрабатываться антикоррозийными составами. Дополнительно могут использоваться и другие активные вещества для обработки металла, если на него воздействуют иные раздражители: кислоты, соли и т.д.

Для изготовления несущих конструкций используется сталь. Особенно высокую популярность имеют сборно-разборные модели, которые позволяют перевозить объект по частям. В большинстве таких конструкции внутри каркаса имеется сэндвич-панель, позволяющая облегчить процедуру монтажа. Неразборные конструкции не имеют такой особенности, поэтому крепления расположены с внешней стороны металла.

При этом время, затрачиваемое на их монтаж и демонтаж крайне мало. С металлоконструкциями легко работать, поэтому монтаж осуществляется без привлечения дополнительных специалистов с высокой квалификацией.

Как выбрать лучшего поставщика металлоконструкций?

Ориентируйтесь на возраст, репутацию компании и отзывы. Получите информацию у компаний, ранее строивших идентичные объекты. Посетите специализированные выставки или производства, чтобы оценить технологичность и степень автоматизации оборудования. Помимо этого, при выборе поставщика стоит обратить внимание на следующие моменты. Прочные, безопасные и безаварийные металлоконструкции изготавливаются на основе расчетов несущей способности. У надежного производителя имеется собственное проектное бюро

Его специалисты производят расчёты с учетом условий эксплуатации объекта. Отдайте предпочтение компании, в штате которой работает специалист по земляным работам и фундаментам. Серьезный поставщик владеет собственной производственной базой. Привлечение подрядчиков чревато снижением качества изделий. Ответственный производитель обеспечивает антикоррозийную защиту изделий. На металлические конструкции наносится слой полимера или лакокрасочные материалы. Наличие гарантии. В течение гарантийного срока поставщик несет ответственность за любые производственные дефекты, проявившие себя в ходе эксплуатации. Соответственно, чем больше заявленный гарантийный срок, тем выше качество изделий и защищенность потребителя. Выбранная вами компания должна иметь допуск СРО.

Контроль качества

Контроль за изготовлением конструкций производится в соответствии с требованиями нормативно-технической документации.

Входной контроль

Поступающие на склад завода основные и вспомогательные материалы для производства конструкций необходимо исследовать:

• проверяется сопроводительная документация;
• проводится визуальный осмотр;
• деается ультразвуковой контроль металла;
• определяется класс и марка стали, сортамент, геометрические размеры металлопроката;
• проверяются марки сварочных материалов, качество газа для сварки;
• смотрется типы и марки антикоррозийных и лакокрасочных покрытий для нанесения на изделия;
• проверяются классы болтов и прочее.

По результатам заполняется специальный журнал учета результатов входного контроля.

Операционный контроль

Отобранная случайным образом часть деталей из партии исследуются на соответствие параметрам проектной документации и установленным нормам:

• геометрические параметры деталей, элементов, самой конструкции (в том числе мех. обработка)
• сборка конструкции или ее элементов под сварку;
• качество сварных, болтовых соединений, отдельных элементов, входящих в конструкцию;
• качество и толщина антикоррозионных покрытий, в том числе подготовка и грунтовка поверхности.

По результатам заполняется карта операционного контроля качества.

При производстве металлоконструкций большое внимание уделяется точности. Так как производство — это многоступенчатый процесс, от выполнения на должном уровне всех этапов производства зависит конечное качество продукции.

Приемочный контроль

Периодический контроль качества и испытания — проводят в сроки, установленные технологической документацией или внепланово в случае какого-либо не соответствия проекту или нормам:

– собираемость конструкции на базе контрольной сборки;

– несущая способность и жесткость конструкции

– параметры технологических режимов операций производства;

– проверка стабильности технологических процессов и операций производства

– проверка достаточности входного и операционного контроля в процессе производства

Приемосдаточный контроль — проводится в целом по всей готовой продукции или по готовности каждой партиии изделий и элементов конструкции:

– визуальная проверка на дефекты , трещины, сколы, коррозию;

– проверка сварных соединений, качество отверстий под болтовые и заклепочные соединения;

– осмотр внешнего вида и толщины защитного антикоррозийного покрытия;

– анализ геометрии – при помощи маяков (линейки лазерные, теодолиты);

– испытания на прочность — ультразвуковая дефектоскопия (дефектоскоп)

– маркировка изделий — наименование завода-изготовителя, товарный знак, марка металла, схема сборки, ГОСТ, информация о размерах конструкции

– проверка комплектности и упаковки.

Ряд показаний высчитывают, заносят в отчет и в сертификат соответствия.

Документы о качестве конструкции

1. Паспорт качества — выдает завод-изготовитель;
2. Сертификат соответствия — выдают специальные организации, которые испытывают конструкции на прочность. В сертификате указывается: производитель, данные о проведенных испытаниях, срок действия сертификата.

Недостатки конструкций из металла

Наряду с перечисленными выше достоинствами, конструкции из металла имеют ряд недостатков. В этом списке:

• Относительно железобетонных, конструкции из металла имеют меньший срок эксплуатации.
• Без дополнительной обработки металл со временем ржавеет, особенно быстро это происходит в условиях повышенной влажности.
• Малая термостойкость. Металл не горюч, однако при нагревании до определенной температуры начинает плавиться. В условиях пожара металлокаркас деформируется, что может повлечь обрушение кровли и стен здания.
• Необходимость в уходе и защите от внешних факторов – солей, кислот, пыли, агрессивных газов.
• Высокая стоимость. Сталь дороже цемента, металлокаркас дороже железобетона.
• В массе МК однотипны и однообразны; изделия из них безлики.

Устранить либо уменьшить недостатки МК можно комбинированием 2 материалов. К примеру, на одном объекте можно совмещать железобетонные колонны и стальные фермы.

Сборка как важная часть технологии изготовления металлоконструкций

Как отмечалось выше, технология изготовления металлоконструкций включает в себя несколько этапов. Сборка при этом имеет далеко не последнее значение. Она может производиться путем сварки, склейки и с использованием болтов или заклепок.

Остановимся подробнее на каждом из способов.

1. Сварка выполняется за счет активного нагрева материала до тех пор, пока края элементов не начнут расплавляться по линии соединения (сварочной кромке). Во время использования электродугового сварочного аппарата происходит расплавление электрода – именно он обеспечивает сцепление деталей. Кроме электродуговой, может быть применена газовая (с применением инертных газов) или точечная сварка (когда соединяемые детали прижимаются максимально плотно друг к другу, а через линию стыка пропускается электрический импульс).
2. Склейка выполняется с помощью специальных клеевых составов, позволяющих как бы спаять детали на молекулярном уровне. Сегодня такая технология изготовления металлоконструкций считается одной из наиболее надежных.
3. Сборка при помощи болтов и заклепок относится к механическим способам соединения деталей конструкции. Заклепки чаще всего применяются в тех случаях, когда на объект предполагается воздействие вибраций в ходе эксплуатации. Гайки и болты в таком случае не подойдут, поскольку их крепления могут ослабнуть под динамичным движением конструкции.

Важнейшим условием изготовления и выпуска металлоконструкций (вне зависимости от их типа и способа эксплуатации) является проверка качества на каждом этапе обработки.

Металлоконструкции в машиностроении

Металлические конструкции используются при изготовлении транспортных машин, испытывающих сильные нагрузки. Чаще всего, при их сборке, используются сварные и клепанные конструкции. При изготовлении того или иного узла учитываются такие характеристики детали, как:

• форма и сопряжение элементов;
• толщина и марка металла;
• тип соединения и профиль сечения.

Еще одним преимуществом металлоконструкций является их постоянная модернизация. Технологии производства МК постоянно совершенствуются и внедряются новые решения. Все это помогает стальным конструкциям расширять сферу использования. Еще несколько лет тому назад нельзя было представить широкое использование металлоконструкций в частном индивидуальном строительстве. Сегодня дома на металлическом каркасе не являются редкостью. И все больше людей выбирают для себя такой практичный и функциональный тип жилого строения.

Особенности металлоконструкций

При использовании металлоконструкций в строительстве необходимо учитывать их особенности. В том числе одной из важных характеристик является подверженность металлических элементов коррозии. В связи с этим они должны поставляться с защитным антикоррозионным покрытием. Во время эксплуатации может периодически требоваться покраска для восстановления покрытия. Дополнительно нужно учитывать ограниченную огнестойкость металлоконструкций. Металл не поддерживает горение, но при значительном нагреве, его прочностные качества значительно снижаются. Это может приводить к обрушению конструкций во время пожара. Повышение огнестойкости достигается за счет использования специальных красок и при помощи других мер.

Достоинства металлоконструкций в строительстве

Во-первых, небольшой вес. Это особенно заметно, если сравнить конструкцию из металла с железобетоном.

Во-вторых, серийность. Изготавливаются конструкции сериями, что упрощает производство, следовательно, ведет к удешевлению готовой продукции.

В-третьих, простота монтажа. Конструкции из металла легко устанавливаются  и так же легко демонтируются.

В-четвертых, высокая скорость возведения. Учитывая, что производство постоянно совершенствуется, сейчас конструкции максимально полно собираются на заводах для того, чтобы на месте не потребовалось много сил и времени для установки.

Наконец, прочность. Металлоконструкции выдерживают максимальные нагрузки и служат долгие годы без потери своих качеств и характеристик.

Подготовка

Проделать колоссальную работу придется еще до монтажа. Необходимо провести к месту сборки электроснабжение, привезти кран, установить передвижные склады, рельсы и многое другое. Если работы будут происходить на высоте более 5 метров, то наверху организуют перила, люльки и временные площадки.

Все это нужно для безопасности рабочих и тех людей, которые будут находиться в зоне стройки или неподалеку. После проведения подготовительных работ монтаж будет производиться быстрее и без простоев.

На следующем этапе необходимо провести строповку, то есть поднять металлоконструкции и установить их в правильном положении согласно проекту. Подобные работы выполняет человек по профессии стропальщик. Это достаточно травмоопасный труд, который может привести к тяжелым травмам и гибели, если им занимается непрофессионал.

Параллельно осуществляется наземная подготовка. Монтаж металлоконструкций начинается только после приемки фундамента. От того, насколько он уложен правильно, зависит точность возведения постройки и ее ровность.

Поверхность может иметь некоторые погрешности. Они называются допустимыми отклонениями. Но в любом случае вычисления и замеры осуществляются с помощью геодезического оборудования. Полученные данные должны соответствовать СНиП.

Металлоконструкции, особенности и классификация

Металлоконструкции применяются как несущие в каркасах зданий и других инженерных сооружений, в большепролетных покрытиях, обшивках стеновых и кровельных панелей.

Металлоконструкции можно классифицировать по размеру, способу изготовления, конфигурации и принципу действия. В зависимости от способа изготовления металлоконструкции могут быть литыми, коваными, точеными, клепанными, штампованными, сварными и комбинированными: клеесварными, штампосварными.

Металлические конструкции обладают рядом достоинств: у них меньший вес, чем у железобетонных конструкций, простота и серийность их изготовления, легкость монтажа и демонтажа, удобство и быстрота возведения, возможность осуществления монтажа крупными блоками, транспортабельность, прочность и долговечность, надежность в эксплуатации. В тоже время подверженность металлоконструкций (стальных) коррозии, вызывает необходимость их защиты от внешних воздействий в виде оцинковки, нанесения других защитных эмалевых или полимерных покрытий (окраски). Металлоконструкции часто применяют в специальных сооружениях, системах теплогазоснабжения и вентиляции, нефтяных сооружениях и системах. Классификация строительных металлических конструкций Строительные металлоконструкции: арматурные сетки и каркасы, каркасные здания, листовые сплошностенчатые, высотные сооружения, обслуживающие конструкции, прочие конструкции. Каркасы зданий: балки, фермы, связи, ограждающие конструкции (панели, витражи, оконные переплеты, ворота), колонны. Листовые сплошностенчатые конструкции: диафрагмы и мембраны (например, перекрытия большепролетных зданий и сооружений), воздуховоды, емкости (траншейные резервуары, РВС, газгольдеры (постоянного и переменного объема), изотермические резервуары, горизонтальные резервуары — РГС, баки). Высотные сооружения: опорные конструкции (мачты линий электропередач — ЛЭП), мачты (телевизионные, радио- и радиорелейные), башни. Обслуживающие конструкции: лестницы, ограждения, площадки. Металлургические конструкции: кожух доменной печи, воздухонагреватели, пылеуловители.

Каркасы зданий — основной вид конструкций, производимых заводами металлоконструкций. Ограждающие конструкции не несут основных нагрузок, а только защищают внутренние помещение здания. Обслуживающие конструкции призваны обеспечивать технику безопасности работникам при эксплуатации сооружений. Применение металлоконструкций в строительстве каркасных домов позволяет снизить трудоемкость изготовления и стоимость сооружений, сократить сроки их возведения и повысить эффективность капиталовложений в строительство. Основная задача строительства — отыскание новых оптимальных и конструктивных форм сооружений, зданий и их элементов. Ее решение — в совершенствовании металлоконструкций. Снижение трудоемкости изготовления в сочетании с повышением заводской готовности является основным направлением повышения эффективности металлоконструкций. Но серийный выпуск металлоконструкций влечет за собой максимальную унификацию элементов, блоков и даже готовых сооружений. Поэтому современное производство металлических конструкций требует существенного изменения, с одной стороны, общих схем сооружений, а с другой — формы элементов и типов соединений, которые должны быть не только технологичными в изготовлении и монтаже, но и соответствовать современному способу производства. В современных условиях особое значение приобретает возможность комплектной поставки конструкций зданий, возводимых «под ключ». Технологические требования, влияющие на выбор тех или иных металлоконструкций, в разных отраслях экономики различные. В настоящее время наибольшее распространение получили стальные и алюминиевые конструкции. Благодаря высоким механическим характеристикам и однородности структуры сталь применяют в сооружениях с повышенными нагрузками или в высотных зданиях и сооружениях.

Виды металлоконструкций в строительстве

Широкое применение МК в строительстве обусловлено их высокими характеристиками и возможностью подобрать такие детали, которые помогут возвести строение любого типа, формы и характеристик. В строительстве используются следующие виды проката:

• Швеллеры.
• Тавры и двутавры.
• Уголки.
• Трубы.

Строительство различных сооружений из железных деталей сегодня очень популярны. Благодаря малому весу и легкости монтажа, такие МК можно использовать при возведении торговых комплексов, выставочных центров, цехов, складских помещений, хозяйственных и коммерческих объектов. Классифицируются металлоконструкции по нескольким признакам. Главным, из которых является – разновидность строения: цельные и сборно-разборные.

Сегодня все чаще используется второй тип. Он позволяет быстро возвести здание и его быстро демонтировать при необходимости. Благодаря сборно-разборным элементам сооружение можно перевести на новый объект и возвести там. При этом такой процесс можно провести быстро и качественно.

Их сфера использования понятна из принадлежности к тому или иному классу. Например, балка – часто используется как несущий элемент. Ограждающие элементы используются для предотвращения попадания в зону ограждения посторонних лиц.

Делятся металлоконструкции и по материалам изготовления. Сегодня чаще других применяются стальные и алюминиевые детали.

Еще один вид классификации таких изделий определяет их степень готовности. По этому показателю все МК делятся на готовые к использованию и требующие сборки.

По методу изготовления они бывают:

• Сварные.
• Штампованные.
• Клепаные.
• Болтовые.
• Винтовые.

И также встречаются комбинированные МК. В которых используются сразу несколько типов соединений.

Классификаций металлических конструкций существует большое множество. Например, они могут делиться по степени воздействия коррозии или работам в определенных температурных режимах. Благодаря массовому выпуску таких элементов в соответствии с ГОСТами, их можно использовать для возведения зданий различного назначения и характеристик.

Многие производители такого проката могут предложить своим клиентам выпуск изделий нестандартных размеров и формы.

Роль МК в строительстве трудное переоценить. И с каждым годом потребность в различных двутаврах и швеллерах только возрастает. Сегодня наметилась эпоха каркасного строительства. Практически все современные здания коммерческого типа имеют каркасное основание из металлоконструкций. Они позволяют добиться необходимых характеристик и значительно сократить время строительства.

Применение металлоконструкций

Разные виды металлоконструкций используют при сооружении:

• малоэтажных и высотных зданий;
• большепролетных построек (спортивные комплексы, крытые рынки, ангары, павильоны для демонстрации товаров и т. д.);
• мостов;
• эстакад;
• мачт;
• башен;
• антенн связи;
• рекламных щитов;
• систем коммуникаций и прочее.

Из алюминия и стали делают каркас для малогабаритных построек, используют металлоконструкции в качестве обрешетки, при установке встроенных шкафов, для создания перегородок. На профили из прочных сплавов крепят стеновые панели. Используют сделанные из разных металлов элементы при возведении временных сооружений:

• строительных лесов;
• бытовок и т. д.

Металлические элементы устанавливаются в транспортные средства, испытывающих повышенные нагрузки. Чаще всего используют сварные и клепаные детали. Они повышают надежность машин.

Сферы применения

Несомненно, главная сфера использования металлоконструкций – это строительство. При этом технология такого строительства имеет много особенностей. С помощью таких конструкций можно строить опоры, каркасы различных сооружений, а также дополнительно усиливать конструкции уже эксплуатирующихся строений. Наиболее сложными и ответственными являются металлоконструкции, которые используют в строительстве железнодорожных или автодорожных мостов, башен и различных вышек.

Металлоконструкции востребованы в таких отраслях:

• Транспорт (вагоностроение, судостроение, самолетостроение, рельсы, мосты, эстакады и т.д).
• Энергетика (опоры ЛЭП, гидротехнические сооружения и т.д).
• Промышленность (станкостроение, вентиляционные системы, пылеуловители, краны и т.д).
• Строительство (фермы, кровля, лестницы, пролеты, заборы и перила).

При производстве любых металлоконструкций, учитывают специфику их назначения, выбирают более подходящие марки сталей, которые способны обеспечить длительную и безопасную эксплуатацию изделий.

Классификация.

Главная классификация – это разделение металлоконструкций по сферам применения, потому что это позволяет выбрать металл, с требуемыми параметрами. К примеру, в некоторых сферах требуются долговечные металлические конструкции, а в каких-то с повышенной устойчивостью к деформации. К тому же, существует разделение по видам, размерам, конструкциям и по способам производства.

По способам изготовления разделяют на следующие виды:

• литые;
• штампованные;
• сварные;
• клепанные;
• комбинированные.

Поэтому по виду производства можно узнать прочность металлических конструкций, марку стали, а также допустимые значения нагрузки и условия, в которых разрешается их эксплуатировать.

По эксплуатации конструкции из металла подразделяют на типы:

Стационарные. Это неразборные конструкции, которые после установки стоят постоянно. В основном их используют в каркасах зданий и высотных сооружений (балки, колонны, опоры, мосты, корпуса, кузова, станки, резервуары и т.д). Трансформируемые. Из одних и тех же деталей изготавливают изделия разнообразных конфигураций и размеров, в соответствие с условиями эксплуатации (опоры ЛЭП, заборы и т.д). Сборно-разборные. Эти конструкции после монтажа можно в любое время разобрать и снова собрать в нужном месте. При этом монтируемый объект имеет одну форму (ангары, краны, ворота, леса, опалубка и т.д)

Особенности производства промышленных металлоконструций.

Резервуары Емкости СилосыПри изготовлении промышленных металлоконструкций применяют разные технологий, что позволяет добиться повышение их прочности, долговечности и надежности. Для этого могут использовать легирующие стали, в частности, в которые входит хром. Такие металлические конструкции обладают отличной прочностью и долговечностью, так как они не поддаются коррозии. Коррозией металла – это главная проблема использования и обслуживания металлоконструкций. Сегодня предусмотрено несколько способов борьбы с коррозией. Покрытие металла специальными антикоррозийными красками, лаками и т.д, которые защищают железо от влаги. При этом защитные составы наносят на готовые изделия. Биметалл. В данном случае борются с коррозией еще в процессе изготовления стали, при этом в неё добавляют хром, цинк и алюминий. Эти химические элементы защищают сплав от пагубного влияния влаги. Это позволяет использовать изготовленные из таких сталей металлические конструкции в агрессивных условиях эксплуатации. Защита металла от коррозии существенно увеличивает срок эксплуатации металлоконструкций. При этом нужно знать, что правильное и периодическое обслуживании, а также должный ремонт увеличивают срок эксплуатации металла.

Где изготавливают промышленные конструкции из металла?

Литые металлические конструкции изготавливают на заводах металлопроката. Штампованные, клепанные, сварные и комбинированные изделия изготавливают на заводах металлоконструкций, а также их часто изготавливают непосредственно на строящихся объектах.

Преимущества металлоконструкций:

• Удобная транспортировка;
• Быстрый монтаж и демонтаж;
• Доступные цены;
• Быстро изготавливаются;
• Точность при производстве;
• Просто обслуживать и эксплуатировать.

Металлоконструкции благодаря своим достоинствам практически незаменимые для любых отраслей промышленности. В частности из-за того, что другие материалы, которые обладают лучшими эксплуатационными характеристиками дорогие и поэтому их использование экономически нецелесообразно.