Изготовление ригелей: маркировка, сортамент, преимущества

Изготовление ригелей имеет большое значение для строительства, так как именно эти детали служат для обеспечения прочности и жесткости всей возводимой конструкции. При этом не важно, из чего изготовлен ригель – из металла или железобетона, функция и требования будут одинаковыми (естественно, с поправкой на особенности материала).

Заказ на изготовление ригелей должен опираться на условия, в которых будет строиться и эксплуатироваться сооружение. От этого зависит выбор материала балки и прочие ее характеристики. В нашей статье мы расскажем, какова технология производства ригелей и ее особенности.

Отличия ригелей от балки

В конструкциях зданий, помимо других составляющих, часто используются балки и ригели. Между собой они настолько похожи, что даже далеко не все профессиональные строители могут сказать, в чем между ними различия. Слово «балка» означает горизонтально расположенный элемент, опирающийся на вертикальные стойки. Его длина в несколько раз превышает поперечные размеры. Иногда, при большой длине, этот брус имеет одну или несколько дополнительных подпорных стоек в середине. Балки почти всегда работают на изгиб, поэтому при расчете конструкции учитывается то, что они должны выдерживать длительные нагрузки.

Ригель – это рама, на которую опираются балки. По сути, это и есть балка, которая связывает вертикальные опоры, принимает на себя нагрузку от других элементов и передает ее на эти опоры. Многие просто называют ригель и в том, и другом случае балкой, и они правы. Но это не всегда так – не любая балка может считаться ригелем.

Главными отличительными признаками ригельной балки от других видов являются:

• Она предназначена для соединения вертикальных элементов (колонн, опор и т. д.). Если ее опора приходится не на вертикальную часть конструкции, а на горизонтальную или под другим углом, то это не ригель. Последние предназначены для механической связи стоек и не несут изгибающих нагрузок, поэтому при расчетах закладываются стандартные решения с учетом запаса прочности.
• Ее расположение всегда строго горизонтальное либо с незначительным уклоном.
• Почти во всех случаях такие изделия берут на себя нагрузку от других железобетонных приспособлений и передают ее на колонны, на которые опираются, и только совместно с ними являются опорой для перекрытий, плит и прогонов, создавая необходимую опорную поверхность для обеспечения необходимой устойчивости здания.

Это важный несущий элемент, без которого невозможно осуществить возведение железобетонного каркаса здания. Он обеспечивает его устойчивость и предназначен для размещения на нем междуэтажных перекрытий.

Маркировка ригелей

Маркировку ригелей производят в соответствии с требованиями ГОСТ 13015.

Существуют различные классификации, предназначенные для описания форм конструкций, максимальной нагрузки, размеров и других показателей. Для изготовления ригелей государственными стандартами регламентированы различные виды маркировки. Они наносятся заводом-изготовителем на каждую выпущенную конструкцию на расстоянии не меньше 1 м от торца ригеля и отражены в ГОСТ 18980-2015. При их обозначении применяют три блока символов, указанных через тире.

В первом блоке содержатся данные о:

• форме профиля, а также о наличии либо отсутствии полок;
• высоте сечения;
• длине ригеля (при этом округление производится в большую сторону).

Во втором блоке символы указывают на:

• несущую способность или на какие нагрузки рассчитан ригель в килоньютонах на метр;
• класс металла, из которого изготовлена напрягаемая арматура;
• его предельные нагрузки.

В маркировке металлических ригелей применяются три буквенно-цифровых группы:

• В первой категории содержится указание параметров сечения: высота и общая длина изделия. Последняя величина обозначается в дециметрах и округляется в большую сторону. Вместо цифровых параметров при изготовлении ригелей иногда наносят порядковый номер типоразмера и условное обозначение.
• Ко второй группе относится обозначение марки стали арматуры, а также характеристики несущей способности (фактическое значение или порядковый номер).
• В третьей категории обозначаются особенные условия использовании ригелей. К примеру, это может быть устойчивость к агрессивным средам. Также могут быть указаны конструктивные особенности изделий, такие как наличие дополнительных закладных элементов.

Преимущество использования металлических ригелей

Обычно металлические ригели применяют в качестве элементов строительных металлических строений и при сборке каркасов конструкций внешних ограждений, в сборных остовах зданий, но сфера применения металлических ригелей намного шире. И в большинстве случаях их применяют, когда есть потребность применения длинных пролетов, при большой высоте потолков и увеличенных нагрузках на опорные балки.

Некоторые сферы применения металлических ригелей:

• залы проведения концертных мероприятий;
• залы спортивного предназначения;
• арены стадионов;
• производственные цеховые помещения.

К основным преимуществам применения в строительных и других областях надо отнести их прочность и надежность, а также простоту монтажа. В местах соединения с металлическими колоннами ригели опираются на приваренные к ним опоры.

К основным преимуществам металлических ригелей относятся:

• прочностные характеристики;
• надежность и долговечность;
• удобность и простота монтажных работ;
• соединение опор двух вариантов: жесткого или шарнирного исполнения;
• служат опорной конструкцией для плит, перекрытий, стропил;
• обеспечивают жесткую систему колонн;
• усиливают фундаменты и железобетонные стойки опор ЛЭП, обеспечивая возможность принимать на себя большие горизонтальные нагрузки.

Технология изготовления ригелей из металла

Для производства ригелей обычно используют стали различных марок. В некоторых случаях для облегчения конструкции применяют алюминиевые сплавы. Вид материала берется в зависимости от нагрузки, которую несет конструкция. Также учитываются региональное расположение при строительстве. Например, в районах с повышенной влажностью вблизи моря необходимо использовать ригели, обработанные антикоррозийными средствами для защиты от разрушающего воздействия морской соли и воздуха.

При выборе марки стали надо учитывать не только ее прочностные характеристики, но и форму проката. Это может быть круг, лист, швеллер или уголок. В зависимости от этого зависит использование ригеля в определенной конструкции.

Приведем некоторые примеры:

1. Углеродистая сталь С245 по ГОСТ 27772-88 расшифровывается: С – строительная, т. е. применяемая в строительной отрасли, 245МПа – предел текучести, маркированная как ВСт3пс5 ГОСТ380-94, применяется для использования ригельных конструкций в регионах с температурой не ниже -40 °С.
2. Ригели из низколегированной стали С345 по ГОСТ 277772-2015, маркированной как 09Г2С, созданной согласно ГОСТ19281-73, используются в северных регионах при низких температурах от -40 °С до -65 °С.
3. Атмосферостойкая сталь С345К с повышенной коррозионной стойкостью, маркированная 10ХНДП/10ХСНД и изготовленная согласно ГОСТ19281-73, или же сталь марки 14ХГНДЦ, отлитая по ТУ14-105-629-99, предназначаются для эксплуатации строительных конструкций в условиях повышенной агрессивности воздушной среды и температурах ниже -50 °С.

Несмотря на то, что все ригели имеют вид балки или стержня, у них разные профили сечения (прямоугольные, квадратные, тавровые, двутавровые) и различные способы крепления к опоре (жесткого или шарнирного типа), что напрямую зависит от их предназначения.

Разновидности исполнения металлических ригелей:

• У ригеля в форме тавра имеется одна поверхность, на которую укладывают плиты перекрытий, лестничные марши и т. д.
• Ригели двутаврового исполнения чаще всего предназначены для центральных пролетов.
• Прямоугольного сечения чаще всего используются как опоры для плит перекрытий, потому что основная нагрузка сверху.

При изготовлении металлических ригелей для их дальнейшей эксплуатации нужно строго придерживаться технологических рекомендаций, прописанных в технической документации ГОСТ. Такие элементы могут делать только на специализированных предприятиях по производству металлоконструкций.

Для повышения надежности и долговечности строения при изготовлении металлических ригелей производят термические операции по закалке и отпуску. Для каждой марки сталей существуют свои режимы термообработки. После закалки элементы имеют более высокие эксплуатационные характеристики и могут выдерживать длительные повышенные нагрузки на протяжении всего срока эксплуатации строения. После закалки все детали проходят контроль на целостность и скрытые трещины при помощи установки ультразвуковой дефектоскопии.

Нанесение антикоррозийных покрытий является необходимым условием для увеличения срока эксплуатации ригельной продукции. Защита поверхности производится методом горячего цинкования металлопродукции по всем правилам международных стандартов. Защищаемую поверхность перед обработкой необходимо тщательно зачистить и обезжирить. 

На прочность и качество профиля влияют:

• форма сечения ригеля;
• площадь поперечного сечения;
• длина;
• используемый материал.

Нюансы выбора и монтажа ригелей из металла

Произведение монтажных работ металлических ригелей могут проводить только лицензированные Ростехнадзором организации с привлечением высококвалифицированных монтажников и сварщиков, которые имеют допуски к таким видам работ и большой опыт. Монтаж должен проводиться только под руководством производителя работ (мастера или прораба).

Сборка производится с помощью крановой техники и строп, а при повышенных нагрузках при помощи полуавтоматических захватов. Ригели могут быть многосоставные и содержать от двух до шести составных блоков, соединенных при помощи сварки или специальных болтов.

Также должна быть предусмотрена площадка для технического осмотра и обслуживания ригелей. В целях техники безопасности высота перил на них должна быть не ниже 1 м и обеспечена надежность их закрепления.

При сварном методе закрепления ригелей применяется двусторонний тип шва, расположенный встык друг к другу. Сварные работы должны производиться в соответствии с определенными стандартами. Поверхность соединяемых деталей необходимо предварительно зачистить, удалить пыль, стружку, шлаки и любые инородные частицы, попадающие на поверхность в процессе производства. Незачищенная поверхность шва может привести к разрушению конструкции во время эксплуатации.

При выборе способа изготовления ригелей необходимо акцентировать внимание на марке стали, из которой он сделан, на ее коэффициенте прочности и на возможности эксплуатации в жестких климатических условиях.

Производители металлических профилей предлагают большой выбор всех типов и размеров ригелей. Основной рынок приходится на Россию и страны СНГ. Цены колеблются от 50 000 до 100 000 руб. за тонну. Продукция имеет различные параметры по длине, конструкции, применяемости в различных условиях окружающей среды. Есть возможность сделать заказ по индивидуальным требованиям.

Несмотря на то, что многие не видят разницы между ригелем и балкой, обе они являются отдельными и очень важными деталями в строительных сооружениях. При своих особенностях в изготовлении, конструкции, способах защиты, которые производители постоянно совершенствуют, ригель невозможно заменить или исключить из списка важнейших металлических профилей в строительстве.