Металлоконструкции для строительства: требования и сортамент

О чем речь? Металлоконструкции для строительства – первоклассное современное решение. Благодаря им в считанные дни возводят ангары, производственные помещения, жилые дома, военные сооружения и здания специального назначения.

На что обратить внимание? Популярность металлоконструкций обеспечивается быстротой монтажа, низким весом, высокой прочностью и пригодностью к возведению большого вида объектов. Но есть и недостатки в виде низкой коррозионной и пожаростойкости.

Что собой представляют металлоконструкции для строительства

Металлоконструкции для строительства зданий представляют собой каркасную основу, которая широко используется на различных этапах строительства, включая возведение малоэтажных и высотных зданий. Они востребованы также при установке линий электропередач и в эксплуатации разнообразного оборудования.

Область применения металлоконструкций охватывает множество направлений, среди которых:

• Индустриальное строительство – металлические конструкции служат базой для создания промышленных объектов, складских помещений, ангаров, торговых центров и других масштабных сооружений.
• Гражданское строительство – использование металлоконструкций позволяет оперативно возводить жилые комплексы, административные здания, магазины и прочие объекты.

Фото: wirestock / Freepik

• Транспортная инфраструктура – благодаря металлическим конструкциям строятся мосты, эстакады, тоннели и другие элементы дорожной сети.
• Энергетическая отрасль –каркасы из металла применяются при строительстве электростанций, линий электропередач, башен сотовой связи и других технических сооружений.
• Архитектурные проекты – с помощью металлических остовов создаются оригинальные архитектурные элементы, включая арки, купольные конструкции, пространственные каркасы и нестандартные формы.
• Сельское хозяйство – металлоконструкции используются при строительстве зернохранилищ, теплиц, ферм, ангаров для сельскохозяйственной техники и других специализированных объектов.
• Объекты специального назначения – к ним относятся сооружения, эксплуатация которых требует особых условий, такие как атомные электростанции и нефтехимические комплексы.
• Военная инфраструктура – металлоконструкции применяются при строительстве ангаров для авиации, складских помещений, казарм и прочих военных объектов.

Каркасные металлические конструкции отличаются небольшим весом, однако обладают высокой прочностью, обеспечивая надежное соединение всех элементов и долговечность построек.

При использовании металлоконструкций необходимо учитывать их ключевые особенности:

• Масса. В сравнении с конструкциями из древесины или пластика, металлические обладают большей массой, что делает их установку невозможной без привлечения специализированной техники.
• Подверженность коррозии. Металл склонен к образованию ржавчины, поэтому для увеличения срока службы металлоконструкций необходимо применять защитные покрытия и антикоррозийные составы.
• Сейсмоустойчивость. По сравнению с железобетонными сооружениями, металлические могут быть менее устойчивыми к сейсмическим нагрузкам. Для повышения их надежности используются специальные проектировочные решения и методы монтажа.

Плюсы и минусы металлоконструкций для строительства

Основные преимущества металлоконструкций:

• Высокая скорость строительства. По срокам возведения металлические каркасы значительно превосходят железобетон и кирпич. Хотя здания из ЖБК также строятся оперативно, бетонные конструкции требуют времени для набора прочности, что может занять от нескольких дней до нескольких недель.
• Прочность и надежность. В сравнении с бетоном металл обладает значительно лучшими прочностными характеристиками, например, конструкционная сталь 09Г2С выдерживает нагрузку до 445 МПа, тогда как бетон марки М1000 – всего 80 МПа. Это позволяет снизить общий вес сооружения, уменьшить объем используемого материала, а также сократить затраты на фундаментные работы и логистику.

• Монтаж в любое время года. В процессе строительства металлоконструкций исключены «мокрые» технологические процессы – отсутствует необходимость в штукатурке, кладке кирпича и использовании бетонных смесей, которые требуют плюсовой температуры. Это дает возможность вести монтажные работы в любое время года.
• Экологическая безопасность. Металл не выделяет вредных веществ и полностью поддается переработке после демонтажа. Кроме того, он устойчив к воздействию плесени, грибка и насекомых, что делает его безопасным для человека и окружающей среды. Единственная угроза – коррозия, но при правильной обработке антикоррозийными покрытиями металлический каркас может служить десятилетиями.
• Разнообразие архитектурных решений. Помимо традиционной балочной конструкции, возможны арочные и купольные формы, которые иначе распределяют нагрузку и предоставляют больше возможностей для архитектурных проектов.
• Оптимальный вес и возможность модульного строительства. Благодаря небольшой массе металлоконструкции для строительства идеально подходят для сборки по модульному принципу. Крупные узлы и элементы создаются в заводских условиях, а затем оперативно монтируются на стройплощадке, что значительно упрощает и ускоряет процесс возведения зданий.

Если сравнивать стоимость строительства из металла и бетона, конечная цена зависит от региона. Бетонные конструкции могут оказаться дешевле, однако металлокаркас выигрывает за счет экономии на фундаменте, простоты транспортировки и возможности строить в любое время года.

В западных странах доля зданий, построенных на металлическом каркасе, достигает 80 %, тогда как в России этот показатель составляет менее 20 %, что связано с определенными технологическими ограничениями.

Ключевые недостатки металлоконструкций:

• Низкая огнестойкость. Хотя металл не горит, при нагреве он теряет прочность и пластичность. В условиях сильного пламени температура пламени может достигать +900 °С, что приводит к деформации конструкции. Некоторые виды стали после охлаждения восстанавливают свои свойства, но конструкционные сплавы не подлежат повторному использованию после пожара – каркас приходится демонтировать и отправлять на переплавку. Защитные покрытия способны увеличить стойкость к огню до 30 минут, а дополнительная облицовка гипсокартоном или утеплителем снижает скорость нагрева.
• Подверженность коррозии. Влажная среда и резкие температурные перепады ускоряют процессы разрушения металла, что сокращает срок службы конструкции. Для предотвращения разрушения материала необходимо использовать специальные защитные и лакокрасочные покрытия, грунтовки, которые увеличивают долговечность металлических элементов.

Виды металлоконструкций для строительства

Металлоконструкции для строительства классифицируются посредством нескольких критериев, в том числе конструктивных особенностей, функционального назначения и способов соединения элементов.

В строительстве металлические конструкции подразделяются на различные категории, в зависимости от их структуры, способа соединения элементов и сферы применения. Среди наиболее распространенных типов можно выделить следующие:

• Сплошностенчатые стержневые конструкции. Данные элементы состоят из стальных стержней, скрепленных между собой посредством сварочных швов или болтовых соединений. Примеры: опорные каркасы ангаров, несущие постройки крановых эстакад.
• Сквозные стержневые конструкции. Этот вид металлических элементов проходит через другие несущие части сооружений, что способствует равномерному распределению нагрузки и обеспечивает дополнительную устойчивость каркаса. Пример: балки, интегрированные в колонны остова.
• Листовые конструкции. Данный вид металлоконструкций представлен металлическими листами и панелями, которые применяются для формирования сплошных поверхностей в строительстве. Они не только придают сооружениям эстетичный вид, но и выполняют защитную функцию, повышая их устойчивость к внешним факторам. Пример: облицовка ангаров и промышленных объектов.

Фото: nikitabuida / Freepik

• Традиционные металлоконструкции для строительства. Этот вид включает в себя классические элементы, такие как балки, колонны и фермы, которые являются основой множества зданий и промышленных объектов. Примеры: несущие каркасы ангаров, мостовые остовы, элементы крановых эстакад, козловые и консольные краны.
• Легкие конструкции. Отличаются небольшим весом, что позволяет уменьшить нагрузку на фундамент и упростить монтаж. Эти конструкции востребованы там, где важно минимизировать вес здания, сохранив при этом его устойчивость. Пример: легкие кровельные покрытия, навесные каркасы.
• Подвесные конструкции. Элементы, крепящиеся сверху, используются в архитектурных и инженерных сооружениях, таких как мосты и навесные системы. Они не только обеспечивают прочность, но и создают визуально привлекательные решения. Пример: висячие мосты, крытые пешеходные переходы.
• Некоторые металлические конструкции разрабатываются с заранее созданным натяжением, что придает им повышенную прочность и устойчивость к внешним воздействиям. Этот метод особенно актуален в строительстве мостов и железобетонных объектов, где критически важны надежность и длительный срок эксплуатации.

Металлоконструкции для строительства играют ключевую роль в современном строительстве и инженерии, формируя основу для прочных и безопасных сооружений. Их применение охватывает широкий спектр отраслей – от промышленных предприятий и транспортных магистралей до энергетических комплексов и городской инфраструктуры.

Высокая адаптивность и многофункциональность металлических конструкций позволяют использовать их в различных инженерных задачах.

Основные разновидности металлических конструкций и их сферы использования:

• Ограждения и защитные барьерные каркасы. Используются для четкого разделения территорий и обеспечения безопасности. Такие изделия формируют зоны защиты, ограничивая доступ и обеспечивая конфиденциальность.
• Опорные конструкции и элементы мостов. Незаменимы при сооружении крановых эстакад, мостовых переходов и прочих объектов с повышенной эксплуатационной нагрузкой. Отличаются высокой степенью прочности и способностью противостоять внешним воздействиям.
• Балочные системы перекрытий. Представляют собой несущие элементы, поддерживающие и перекрывающие плиты внутри зданий. Благодаря высокой несущей способности этих построек становится возможным создание свободного внутреннего пространства без использования дополнительных опор.
• Металлические каркасы для железобетонных элементов. Используются для формирования и фиксации элементов из железобетона, таких как колонны, перекрытия и балки. Эти каркасы гарантируют точность размеров и долговечность конструкций при возведении различных объектов.

• Подъемные устройства и грузоподъемные краны различных типов (мостовые, башенные, козловые и консольные) устанавливаются на специально разработанные металлические основания. Такие приспособления обеспечивают безопасную транспортировку и подъем тяжелых грузов в промышленности и строительстве.
• Опоры и мачтовые конструкции линий электропередач. Выполняют функцию надежных несущих элементов для ЛЭП, антенн и подобных коммуникаций, обеспечивая необходимую высоту и устойчивость при любых погодных условиях.
• Легкие металлические конструкции (ЛМК). Широко применяются в возведении зданий с большими свободными пролетами благодаря своим главным преимуществам – легкому весу, простоте монтажа и надежности.
• Легкие стальные тонкостенные конструкции (ЛСТК). Изготавливаются из холодногнутых оцинкованных профилей, идеально подходят для быстрого возведения зданий различного назначения. Эти элементы объединяют малый вес и прочность, делая их чрезвычайно востребованными в строительстве.

Металлоконструкции для строительства незаменимы при возведении ангаров, монтажных эстакад для кранов и подъемных механизмов.

Прочность и надежность металлических каркасов напрямую зависят от выбора используемого профиля. Особенно важна правильность подбора профиля при строительстве мостов и проектировании подъемных кранов:

• Уголковые профили (L-образные). Используются для соединения деталей под углом, что усиливает жесткость и устойчивость стыков.
• Швеллеры (П-образные профили). Обладают высокой устойчивостью к изгибающим нагрузкам, что делает их эффективным решением для несущих конструкций.
• Двутавровые профили (H-образные). Обеспечивают равномерное распределение нагрузки, придавая конструкции максимальную стабильность и прочность.

Указанные выше профили – лишь малая часть разнообразия изделий, доступных в строительстве.

Фото: EyeEm / Freepik

Их широкий ассортимент позволяет специалистам проектировать конструкции, полностью отвечающие техническим спецификациям и условиям эксплуатации конкретного объекта.

Защитные покрытия для строительных металлоконструкций

Как в промышленном, так и в бытовом строительстве металлоконструкции для возведения зданий и сооружений покрывают специальными защитными слоями:

Металлические покрытия

Для предотвращения коррозии на поверхность металлоконструкций наносится слой металла с антикоррозийными свойствами. В качестве таких покрытий используются хром, никель, олово и цинк. Выбор материала определяет технологию нанесения защитного слоя.

Наиболее востребованным методом является цинкование, обеспечивающее электрохимическую защиту. При этом анодные покрытия создают надежный барьер против коррозии, тогда как катодные служат только механическим щитом. Однако если катодный пласт повреждается, металл становится уязвимым к коррозионным процессам.

Существуют несколько способов нанесения защитного металлического покрытия:

• окунание в расплавленный металл;
• электролитическое осаждение;
• газотермическое напыление;
• плакирование, заключающееся в горячей прокатке двух металлов, в результате чего они соединяются в прочный биметаллический материал.

Согласно строительным нормам и правилам (СНиП), для защиты металлических конструкций зданий обязательно применяется горячее цинкование, а сварные соединения, заклепки, болты и отдельные элементы дополнительно обрабатываются плазменным напылением.

Неметаллические покрытия

Альтернативным методом защиты металлоконструкций для строительства является нанесение органических покрытий, таких как лакокрасочные материалы, полимерные составы и смолы. Они создают защитный слой, препятствующий разрушению материала под воздействием внешней среды.

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) обладают высокой пластичностью, хорошей адгезией, равномерной структурой и способностью качественно заполнять отверстия и микротрещины.

Согласно СНиП, перед нанесением защитных составов металлические конструкции должны проходить очистку первой степени. Однако для алюминиевых поверхностей нормирование степени очищения не предусмотрено.

Введение в состав краски или лака металлической пыли улучшает характеристики покрытия, создавая защитный эффект, схожий с работой протектора.

Также допускается применение неорганических покрытий, включая оксиды металлов, соединения хрома, эмалевые покрытия.

Процесс хромирования выполняется методом диффузии, а эмалирование осуществляется под воздействием высокой температуры. Однако эмалированные покрытия обладают недостатком – они хрупкие и могут повреждаться при механических нагрузках.

Для повышения стойкости металла к внешним воздействиям применяется оксидирование. Оно формирует прочную защитную пленку, образующуюся в результате обработки поверхности растворами кислот.

Фото: serhii_bobyk / Freepik

Однако такой слой недостаточно устойчив к воздействию воды и влаги. Чтобы повысить его прочность, поверхность дополнительно пропитывают маслами.

В соответствии с требованиями СНиП алюминиевые элементы после химического оксидирования подлежат обязательной окраске для усиления защитных свойств.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

• цветные металлы;
• чугун;
• нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Изображение в шапке статьи: awesomecontent / Freepik