Металлоконструкции для строительства зданий и сооружений

Классификация металлоконструкций

Существует несколько основных признаков, по которым разделяют МК.

По назначению металлоконструкции бывают:

• Несущие. Формируют каркас сооружения. Для их изготовления используется металлопрокат с массивным сечением – двутавр, швеллер, профильные трубы. Конструкцию усиливают промежуточными связями из уголка или прутка.
• Для дорожного строительства. МК используются при возведении мостов, эстакад, путепроводов.
• Декоративные. Могут выпускаться серийно, но чаще – по индивидуальному заказу. Это – стойки для цветов, предметы декора для интерьеров и ландшафта.
• Ограждающие. Заборы, ворота, калитки. Могут объединять декоративные и функциональные характеристики.

По типам соединения металлоконструкций:

• Неразборные, стационарные. Все соединения в таких МК – неразъемные: сварные или на заклепках. В МК, запланированных для восприятия существенных нагрузок, все сварные соединения должны выполнять квалифицированные сварщики на специализированном оборудовании.
• Сборно-разборные. Тип соединений – резьбовый. Для его создания применяют болты, винты, шпильки, гайки, контргайки, шайбы, усиливающие накладки.
• Комбинированные. Отдельные узлы могут быть изготовлены в заводских условиях на сварных соединениях, а смонтированы – на месте эксплуатации с помощью резьбовых соединений.

Металлоконструкции различаются по размерам, используемым видам проката, устойчивости к агрессивным внешним факторам. В зависимости от формы, видов сопряжения элементов, конфигурации швов, МК разделяют на радиальные (цилиндрические, сферические, криволинейные), линейные (корпусные, плоскостные, решетчатые, рамные, линейно-радиальные (рамочные, балочные, корпусные).

Предприятие “Уральский завод многогранных опор” https://uralzmo.ru/product/ оказывает услуги по производству крупногабаритных, лёгких, сборных, модульных и оцинкованных металлоконструкций по предоставленному заказчиком техническому заданию.

Классификация, типы и разновидности металлоконструкций

Металлоконструкции могут классифицироваться по видам и типам в зависимости от специфики монтажа, назначения, по типу материала.

Основные виды металлоконструкций

В список зданий, возводимых из металлоконструкций, входят помещения складского характера, комплексы для содержания и разведения животных и птиц, цеха производственного назначения, хранилища сельскохозяйственной продукции, а также станции технического обслуживания и автомойки. Большая область применения сподвигла к процессу проектирования и изготовления разного рода типов металлических конструкций.

Спецификация металлоконструкций по методу изготовления и сборки

В зависимости от метода соединения элементов и производству в заводских условиях выделяют металлоконструкции:

• Сварные. Составные части не подлежат разборке, так как выполнены методом сварки инертным газом аргоном.

• Клепаные. Соединение клепками также не допускает разбора конструкции. Заклепки можно демонтировать, но повторно использовать нет.

• Штампованные. Сложные по форме и разнообразию.

• Винтовые и болтовые. Соединяются болтами и винтами и не подлежат разбору.

К сведению! Есть также комбинированные металлоконструкции со сложным способом изготовления. В нем могут сочетаться несколько способов сборки.

Выделяют следующие типы:

• стационарные или цельнолитые;

• сборно-разборные;

• трансформируемые.

Виды металлоконструкций по назначению

По назначению металлоконструкции могут быть трех видов:

1. Несущие. Основная нагрузка приходится на каркас строения, который передает равномерную нагрузку всему весу сооружению.

2. Ограждающие. Применяются для обшивки каркаса.

3. Декоративные. Используются для украшения интерьера и ландшафта. Также могут выполнять утилитарные функции.

Спецификация по типу материала для изготовления

По типу материала изготовления металлоконструкции делят на:

• Конструкции, выполненные по жестким требованиям. Изделия являются несущей опорой, поэтому не допускается даже частичное разрушение какой-либо части. Это различные перекрытия, крановые блоки, рабочие, опорные площадки, опоры, столбы, и другие конструкции.

• Вспомогательные элементы металлических конструкций. Они служат усилением для каркаса всей постройки.

• Предполагают нормальную эксплуатацию помещений. при разрушении этот материал может частично снизить качество.

Нюансы возведения сооружений на основе металлоконструкций

Особенности работы со строительными металлоконструкциями обусловлены их спецификой. По сравнению с железобетонными, они менее массивны, не подвержены деформациям, их установка занимает меньше времени.

• Начальным этапом работы по возведению является разработка технического плана объекта, индивидуального либо типового. Достоинствами типовых планов являются экономия ресурсов – финансовых и временных.
• В нашей компании над техническим планом трудится группа разработчиков, объединившая архитектора, геодезиста, геолога, инженера-строителя, юриста. В итоге документ отвечает требованиям СНиПа, ГОСТа, ТУ.
• В соответствии с техническим планом, в производственных цехах осуществляется изготовление МК.
• Здесь же наносится защитное антикор-покрытие. Параллельно на стройплощадке может выполняться закладка фундамента строения.
• Монтаж начинается с установки металлокаркаса, когда рама крепится на фундамент. Для большей устойчивости рамы соединяются прогонами и диагональными ветровыми. Крепеж болтами и самонарезающими винтами. За счет отказа от сварки, снижаются трудозатраты.
• После установки каркаса он обшивается стеновым материалом, утепляется, накрывается крышей. Подводятся коммуникации.

На стоимость монтажных работ влияют следующие факторы:

• степень сложности формы металлоконструкции;
• масштаб работы;
• особенность грунта и сезон.

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.

Где применяются металлоконструкции

1. Строительство

• мостовые конструкции (пешеходные, автомобильные и железнодорожные);
• конструкции для автомобильных и железнодорожных магистралей (фермы, пролеты, балки и т.п);
• элементы быстровозводимых зданий (колоны, балки, прогоны, и т.п.);
• конструкции в капитальном строительстве;
• каркасы и элементы при возведении зданий промышленных объектов (угольная, горнодобывающая, металлургическая промышленность, нефтегазовый комплекс);
• решения для гидротехнических объектов;
• элементы для обслуживания (ограждения, площадки, лестницы и т.п.)

2. Машиностроение

• технологические конструкции для промышленного оборудования;
• элементы конструкции в автомобилестроении и тяжелом машиностроении;
• шасси для авиационной промышленности;
• элементы в вагоностроении и рельсовые пути для железной дороги;
• различные конструкции для кораблестроения.
• крановые металлоконструкции и другие решения в отрасле;

3. Энергетика

• конструкции на газовых и нефтяных вышках;
• конструкции различных металлических резервуаров и емкостей для хранения нефтепродуктов;
• металлические опоры ЛЭП;
• элементы конструкций линий электропередач;
• арочные галереи для транспортировки угля и других сыпучих материалов;
• конструкции трубопроводов и турбин;
• прожекторные мачты;
• элементы трансформаторных подстанций и другие объекты в отрасли.

4. Металлургия

• элементы конструкции воздухонагревателей и куполов доменных печей;
• конструкции кожухов различных агрегатов в отрасли.

6. Связь и телевидение

• антенные опоры для телекомпаний и операторов сотовой связи;
• башни мобильной связи и радиорелейных линий передач.

Характеристики конструкций из металла

Главное преимущество металлоконструкций — надежность и прочность, которые обеспечиваются за счет эксплуатационных свойств металла и его технических характеристик. Обычно в качестве сырья используется сталь различных марок, обладающая пластичностью, упругостью и сопротивлением нагрузке благодаря мелкозернистой однородной структуре. Почти такие же свойства имеют и металлоконструкции, изготовление и монтаж которых осуществляется из алюминия. Они менее прочные по сравнению со стальными изделиями и рассчитаны на более низкий уровень нагрузки, но при этом отличаются небольшим весом.

Кроме того, металлоконструкции обладают следующими преимуществами:

• Легкостью. Она обусловлена малым удельным весом металла, благодаря чему возведение сложного и массивного фундамента не требуется.
• Технологичностью. При изготовлении металлических элементов широко применяется их унификация, что позволяет ускорить производство и сборку, а также снизить затраты.
• Непроницаемостью. Плотность углеродистых сталей, которые используются в качестве сырья при производстве металлоконструкций, препятствует утечке жидкостей и газа, что широко используется при сооружении различных хранилищ и резервуаров.
• Высокой скоростью строительства. Применение эффективных способов соединения отдельных элементов дает возможность значительно сократить строительство объектов из металлических конструкций и снизить трудоемкость сборки каркаса.
• Огнестойкостью. Высокая температура плавления стали и ее технические характеристики позволяют предотвратить возгорание сооружений.
• Возможностью проводить строительные работы независимо от погодных условий. Элементы из стали не подвержены разрушениям под воздействием климата и могут разрушаться лишь от излишней влаги. Окраска металлоконструкций предотвратит появление ржавчины и обеспечит надежную защиту материала.
• Экономичностью. Она достигается за счет унификации изготовления отдельных деталей и изделий из металла, снижения трудоемкости производства и сборки.

В каких случаях используются металлоконструкции, какие выгоды

Задействуется монтаж металлоконструкций при возведении беседок, навесов, козырьков, террас. В частном и многоквартирном строительстве они не применяются, из-за нерентабельности. Но изготавливаются металлические конструкции для отдельных составляющих мостов, башен и вышек. Из них получаются отличные каркасы, опоры, усилители сооружений. Основными сферами применения металлоконструкций выделяют:

• Возведение железной дороги.
• Строительство вышек и мостов в электроэнергетике.
• Создание специальных приспособлений в промышленности (пылеуловители и нагнетатели воздуха).
• Возведение пролетов, перил и лестничных клеток.
• Обустройство оград, решеток и заборов.

Для каждой конкретной задачи, подбирается определенная марка стали, она должна учитывать условия использования. Металл подлежит обязательной антикоррозийной обработке, для увеличения срока его службы.

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 металлоконструкций.

Резервуары Емкости Силосы

При 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.