Основы стальных конструкций: особенности, типы и области применения | Производитель Glostar

Стальные конструкции широко применяются в современной архитектуре благодаря высокой прочности, малому весу, долговечности, быстрому монтажу, коротким срокам строительства и хорошей сейсмостойкости. Активно используются на промышленных предприятиях, в складских комплексах, логистических центрах и коммерческих зданиях. От промышленных предприятий до складов стальные конструкции обеспечивают надёжные и гибкие решения для строительства.

Среди различных типов зданий со стальными конструкциями каркасные стальные конструкции являются одной из наиболее распространённых конструктивных систем для промышленных зданий и складов.

В этой статье, подготовленной производителем Glostar, рассматриваются основы стальных конструкций и представлены ключевые характеристики каркасных стальных конструкций.

Что такое стальная конструкция?

Стальные конструкции — это конструкции, изготовленные из стали, и представляют собой один из основных типов строительных конструкций. Обычно они состоят из балок, колонн, ферм и других элементов, выполненных из профильной стали и стальных листов, и подвергаются процессам удаления ржавчины и защиты от коррозии, таким как силанизация, чистое марганцевое фосфатирование, промывка и сушка, а также цинкование. Элементы, как правило, соединяются сваркой, болтами или заклёпками. Стальные конструкции характеризуются малым весом, высокой прочностью, быстротой монтажа, экологичностью, энергоэффективностью и возможностью повторного использования. Они широко применяются в высотных зданиях, промышленных цехах, мостах и других областях.

Стальные конструкции известны своим высоким отношением прочности к массе, что позволяет зданиям перекрывать большие пролёты без необходимости в большом количестве опорных колонн.
Типичные компоненты стальных конструкций включают: стальные колонны, стальные балки, прогонные балки, второстепенные стальные элементы, системы раскосов, кровельные панели, стеновые панели, двери и окна. Благодаря этим конструктивным преимуществам здания со стальным каркасом широко применяются в промышленных и коммерческих зданиях.

Особенности стальных конструкций

1. Высокая прочность и малый вес. Хотя плотность стали выше, чем у бетона, её прочность значительно выше. Отношение плотности к прочности у стали, как правило, ниже, чем у бетона. Следовательно, при одинаковых напряжениях элементы стальных конструкций имеют меньшие размеры и меньший вес по сравнению с бетонными конструкциями, что снижает стоимость фундамента.

2. Хорошие эксплуатационные свойства материала и высокая надёжность. Сталь производится на заводах с жёстким контролем качества, обладает однородными физико-механическими свойствами, а также хорошей пластичностью и вязкостью. Она близка к идеальному изотропному упругопластическому материалу. Поэтому существующие расчётные методы более точно отражают реальную работу стальных конструкций, что обеспечивает высокую надёжность.

3. Высокий уровень индустриализации и короткие сроки строительства. Все стальные элементы изготавливаются на заводах, что позволяет осуществлять массовое производство крупногабаритных деталей с высокой точностью готовой продукции. Применение метода заводского изготовления и последующего монтажа на строительной площадке эффективно сокращает продолжительность строительства, создавая предпосылки для снижения затрат и максимизации экономической отдачи от инвестиций.

4. Хорошие герметизирующие свойства. Стальные конструкции после сварного соединения обеспечивают надёжную герметичность, удовлетворяющую определённым требованиям по воздухонепроницаемости и водонепроницаемости.

7. Хорошие сейсмические характеристики. Стальные конструкции благодаря малому весу и относительно гибкой конструктивной системе испытывают меньшие сейсмические нагрузки. Сталь также обладает высокой прочностью на растяжение и сжатие, а также хорошей пластичностью и ударной вязкостью. Поэтому при многочисленных землетрясениях как внутри страны, так и за рубежом стальные конструкции получают наименьшие повреждения и широко признаны наиболее подходящими для строительства в сейсмоопасных районах, особенно в зонах, подверженных сильным землетрясениям. (Согласно нормам для каркасных конструкций расчёты на сейсмостойкость, как правило, не требуются в сейсмических зонах интенсивностью до 7 баллов включительно.)

8. Экологичность и энергосбережение: компоненты стальных конструкций могут быть повторно использованы, что снижает объём строительных отходов. Одновременно энергопотребление в процессе строительства невелико, что соответствует требованиям «зелёного» строительства.

7. Огнестойкость и коррозионная стойкость: После обработки сталь обладает превосходной огнестойкостью и коррозионной стойкостью, что увеличивает срок службы здания.

Стальные конструкции считаются устойчивым материалом; поэтому с точки зрения долгосрочного развития у стальных конструкций есть отличные перспективы применения и развития.

Типы стальных конструкций

Стальные конструкции можно классифицировать по их конструктивному решению, методам строительства и областям применения. Их можно разделить на тяжёлые стальные конструкции, лёгкие стальные конструкции, сборные стальные конструкции и каркасные стальные конструкции.

Тяжёлые стальные конструкции обычно используются в крупных промышленных объектах, электростанциях, спортивных сооружениях и высотных зданиях. Эти конструкции требуют огромной несущей способности и зачастую включают сложные инженерные решения. В тяжёлых стальных конструкциях обычно применяются крупные стальные профили и передовые конструктивные системы для восприятия чрезвычайно высоких нагрузок и больших пролётов.

Лёгкие стальные конструкции часто используются в небольших промышленных зданиях, складах, мастерских и коммерческих объектах. По сравнению с тяжёлыми стальными конструкциями лёгкие стальные конструкции изготавливаются из более лёгких стальных профилей и проще в производстве и монтаже.

Они обеспечивают значительные преимущества с точки зрения экономической эффективности, скорости строительства и гибкости проектирования.

металлоконструкции заводского изготовления изготавливаются на заводе, а затем собираются на строительной площадке. По сравнению с традиционными методами строительства такой подход обеспечивает высокую точность изготовления, лучший контроль качества и более быстрый монтаж.

Предварительное изготовление также снижает трудозатраты и объём строительных отходов, что делает его всё более популярным методом строительства в современных проектах.

Среди всех типов конструкций портальные стальные конструкции являются одной из наиболее широко используемых конструктивных систем в промышленных и складских зданиях. Их эффективная конструктивная схема обеспечивает большие пролёты без промежуточных опор и экономичное строительство. Лёгкие порталы: это одноэтажные стальные конструкции, основной несущей частью которых служит однопролётный или многопролётный сплошностенчатый портальный каркас; крыша и наружные стены выполнены из лёгких материалов, а мостовой кран отсутствует либо относится к режимам работы A1–A5 с грузоподъёмностью не более 20 тонн, либо подвесной кран грузоподъёмностью 3 тонны.
Во второй части данной статьи будет представлено базовое описание лёгких стальных портальных конструкций.

Применение стальных конструкций

1. Промышленные здания 2. Конструкции большого пролёта 3. Высотные здания 4. Многоэтажные и высотные здания 5. Сооружения, подверженные вибрационным и сейсмическим воздействиям 6. Оболочечные и плитные конструкции 7. Другие специальные конструкции 8. Разборные или передвижные конструкции 9. Легкие стальные конструкции 10. Стально-бетонные композитные конструкции

Далее мы рассмотрим наиболее распространённую конструктивную систему в промышленных зданиях — каркасную конструкцию с порталами.

Основы стальной каркасной конструкции с порталами

A портальная стальная конструкция обычно представляет собой пространственную систему, состоящую из конструкции покрытия, колонн, крановых балок, тормозных балок, различных связей и стеновых каркасов.

а) Поперечный рамный каркас: состоит из колонн и балок, является основной несущей системой производственного здания; воспринимает собственный вес конструкции, ветровые и снеговые нагрузки, а также вертикальные и поперечные нагрузки от кранов и передаёт их на фундамент.

б) Конструкция покрытия: система, воспринимающая нагрузку от покрытия, включает балки поперечного рамного каркаса, консоли, промежуточные стропильные фермы, фонарные фермы, прогони и др.

в). Опорная система: включает опоры для кровли и межколонные связи. С одной стороны, она образует продольный каркас промышленного здания вместе с колоннами и крановыми балками, воспринимая продольные горизонтальные нагрузки; с другой стороны, она объединяет основную несущую систему из отдельных плоских конструкций в единое пространственное целое, обеспечивая тем самым необходимую жёсткость и устойчивость конструкции промышленного здания. При использовании порталов с краном грузоподъёмностью не менее 5 тонн для межколонных связей следует применять стальные профильные элементы.

г). Крановые балки и тормозные балки (или тормозные фермы): в первую очередь воспринимают вертикальные и горизонтальные нагрузки от крана и передают эти нагрузки на поперечный и продольный каркасы.

е). Стеновые рамы: в первую очередь воспринимают ветровые нагрузки. Кроме того, имеются некоторые второстепенные элементы, такие как лестницы, проходные галереи, двери и окна. В некоторых промышленных зданиях по технологическим требованиям также предусмотрены рабочие площадки. Компоновка каркаса с шарнирно-опёртыми рамами тесно связана с количеством используемой стали.

Системы порталов широко используются в промышленных зданиях. Узнайте больше в нашем Руководстве по стальным конструкциям с порталами.

Почему выбирают производителя Glostar?

Производитель Glostar является профессиональным поставщиком решений на основе стальных конструкций для промышленных и коммерческих проектов.
Благодаря мощным производственным возможностям и опытной инженерной команде Glostar предлагает следующий комплекс услуг:

• Индивидуальное проектирование стальных конструкций
• Решения на основе каркасных стальных конструкций
• Заводская предварительная сборка строительных элементов
• Техническая поддержка глобальных проектов

Glostar сочетает высококачественные производственные процессы с профессиональными инженерными технологиями, помогая заказчикам создавать долговечные, эффективные и экономичные стальные конструкции, пригодные для различных применений.

Стальные конструкции благодаря своей высокой прочности, гибкости и высокой эффективности строительства стали важной составляющей современной архитектуры. Среди множества конструктивных систем портальные стальные конструкции являются одним из наиболее практичных решений благодаря своей пригодности для применения в промышленных зданиях и складах.

Портальные стальные конструкции обеспечивают большие пролёты, быстрый монтаж и экономически эффективные проектные решения, что делает их идеальным выбором для многих промышленных и коммерческих проектов.

Если вы планируете проект стальной конструкции, производитель Glostar предоставляет профессиональную проектную поддержку и надёжные решения для строительства стальных конструкций, адаптированные под ваши конкретные потребности.

Свяжитесь с нашей командой уже сегодня, чтобы узнать больше о наших продуктах и услугах в области стальных конструкций.