Каркасная конструкция из ферм

Когда говорят 'каркасная конструкция из ферм', многие сразу представляют себе простую решетку из уголков. Это, пожалуй, самый распространенный поверхностный взгляд. На деле же, если копнуть, тут целая философия — от выбора схемы самой фермы, скажем, полигональной или с параллельными поясами, до тонкостей узловых соединений. Часто заказчики, особенно те, кто не в теме, требуют 'подешевле и побыстрее', не до конца осознавая, что экономия на материале или на качестве сварных швов в итоге вылезает боком при монтаже или, что хуже, уже в эксплуатации. Сам сталкивался с проектами, где изначально заложили фермы с расчетом на одну снеговую нагрузку, а потом решили навесить дополнительное оборудование — и пошла переделка, усиление, лишние затраты. Поэтому подход должен быть системным, с запасом.

Основные типы и выбор схемы

Итак, с чего начинается работа? С анализа задачи. Пролет, нагрузки, условия эксплуатации — это диктует тип фермы. Для больших пролетов, скажем, в спортивных комплексах или ангарах, часто идут в ход сегментные (полигональные) фермы. Они эффективнее распределяют изгибающие моменты, но, черт возьми, сложнее в изготовлении — каждый узел уникальный, много разнопрофильного металла, резка под углами. Помню один проект склада, где из-за желания сэкономить металл в тоннаже перешли с полигональных на фермы с параллельными поясами. Вроде бы выиграли, но потом пришлось усиливать кровельный прогон, потому что жесткость конструкции по факту оказалась ниже. В итоге экономия сошла на нет.

А вот для стандартных промышленных цехов, где много одинаковых пролетов, фермы с параллельными поясами — это классика. Технологично, можно унифицировать детали, наладить потоковое производство. Ключевой момент здесь — раскосы и стойки. Их сечение и способ присоединения к поясам — это целая наука. Гнутосварные профили, к примеру, дают хорошее соотношение прочности и веса, но требуют точного оборудования для гибки. Простая же круглая труба или парный уголок — проще, но может создать 'мосты холода', если речь о неотапливаемом помещении, плюс больше сварочных работ.

И здесь нельзя не упомянуть про компании, которые как раз и занимаются такой комплексной работой — от проектирования до монтажа. Вот, к примеру, ООО ?Синьцзян Сиюй Хайдэ Строительные Стальные Конструкции?. Судя по информации на их сайте https://www.xjxyhd.ru, они как раз из тех, кто имеет полный цикл: от обработки металла на автоматизированных линиях (те же крупногабаритные лазерные резаки с поворотными столами — вещь для точной резки сложных концов ферм незаменимая) до монтажа на объекте. Наличие сертификата на обработку стальных конструкций первого класса и подрядного свидетельства второго класса по ним же говорит о серьезном подходе. Для заказчика это важно — значит, можно отдать проект 'под ключ' и быть уверенным, что фермы будут изготовлены не в гараже, а в цеху с контролем качества по ISO 9001.

Узлы и соединения — где кроется дьявол

Самая уязвимая часть любой каркасной конструкции из ферм — это узлы. Можно идеально рассчитать сечение стержней, но если узел выполнен халтурно, вся работа насмарку. Раньше часто делали на фасонках, привариваемых к поясам, к которым потом крепили раскосы. Метод проверенный, но металлоемкий и с большим объемом сварки. Сейчас все чаще переходят на безфасоночные соединения, когда элементы решетки стыкуются непосредственно к поясу. Это красиво с точки зрения металловозатрат, но требует высочайшей точности подгонки и, часто, применения фрезерных или плазменных станков с ЧПУ для подготовки торцов.

Был у меня опыт, когда на объекте при монтаже фермы 'не сошлись' несколько миллиметров в узле. Причина — небольшая деформация при транспортировке плюс погрешность разметки в цеху. Пришлось на месте, в полевых условиях, подгонять газовым резаком и накладывать дополнительные накладки. Работа грязная, неэстетичная и, главное, ослабляющая расчетный узел. После такого случая стал требовать от поставщиков обязательной контрольной сборки на заводе-изготовителе для крупных или сложных ферм. Как раз у упомянутой компании ООО ?Синьцзян Сиюй Хайдэ? в описании мощностей вижу 'тяжелые совмещенные линии для сборки и сварки под флюсом' — это как раз про качественную и контролируемую сборку крупных узлов. Сварка под флюсом дает отличное качество шва, что критично для ответственных соединений в фермах.

Еще один момент — это крепление фермы к колонне. Часто делают через опорный столик или фланец. Фланец, особенно при большой нагрузке, требует очень ровной поверхности и плотного прилегания, иначе болты будут работать не на срез, как положено, а на изгиб. Видел последствия такого перекоса — постепенное разбалтывание и трещины в теле фланца. Поэтому сейчас часто комбинируют — сварной шов плюс высокопрочные болты. Шов берет основную нагрузку, болты фиксируют и страхуют.

Материал и защита от коррозии

С материалом, казалось бы, все просто: сталь, профиль, покрасили. Но нет. Марка стали — это первое. Для большинства ферм идет Ст3 или ее аналоги, но для большепролетных или особо нагруженных уже смотрят в сторону низколегированных сталей типа 09Г2С. Они дороже, но позволяют снизить сечение, а значит, и вес конструкции. Однако с ними сложнее в обработке и сварке — нужен особый режим, правильные присадочные материалы.

Антикоррозийная защита — это отдельная головная боль. Грунтовка по металлу, сделанная кое-как перед отправкой, отвалится при транспортировке, и на объекте придешь к уже ржавым конструкциям. Важен полный цикл: очистка (дробеструйная идеальна), грунт, промежуточный слой, финишное покрытие. И все это — в цеховых условиях, а не на улице. Если компания, как та же ?Синьцзян Сиюй Хайдэ?, заявляет о полном цикле обработки, логично предположить, что у них налажен и этот этап. Иначе какой смысл в продвинутых лазерных резаках, если потом металл будет ржаветь?

Особенно критична защита для узлов и мест, где возможен застой воды. Часто забывают про торцы трубчатых элементов в фермах. Если их не заглушить, внутрь попадет влага, конденсат, и коррозия пойдет изнутри — ее не видно, пока не станет поздно. Мелочь, но важная.

Логистика и монтаж — финальный аккорд

Изготовить ферму — это полдела. Еще нужно доставить ее на объект в целости и сохранности и смонтировать. Габариты — вот главный ограничитель. Иногда ферму приходится делить на отправочные элементы, а потом соединять на стройплощадке. Это дополнительный монтажный стык, который должен быть не слабее основного тела. Стык на высокопрочных болтах с фрикционным соединением — надежно, но требует контроля момента затяжки специальным динамометрическим ключом. Не все монтажники это любят и делают добросовестно.

Сам монтаж. Кран, строповка, подъем, установка. Важно правильно выбрать точки строповки, чтобы не создать нерасчетных усилий в элементах фермы при подъеме. Бывает, что легкая на вид ферма при подъеме 'играет' и выгибается — это страшно. Поэтому часто используют траверсы. И здесь опять преимущество у производителя, который сам же и монтирует. Они знают слабые места своей конструкции, знают, как ее правильно поднять и установить. У ООО ?Синьцзян Сиюй Хайдэ? в сфере деятельности прямо указан монтаж — значит, у них есть свои монтажные бригады и опыт, что для заказчика снимает массу проблем с координации разных подрядчиков.

После установки — выверка положения, окончательное закрепление. И здесь часто возникает проблема с 'подгонкой' соседних элементов: связей, прогонов. Если фермы были изготовлены с небольшим разбросом по геометрии, монтаж превращается в мучение. Отсюда снова важность точного заводского изготовления.

Вместо заключения: мысль вслух

Так что, возвращаясь к началу. Каркасная конструкция из ферм — это не просто набор палок. Это система, где важно все: инженерный расчет, выбор рациональной схемы, качественные материалы, высокоточное изготовление (тут как раз к месту автоматические линии, о которых говорят серьезные производители), грамотная антикоррозийка, продуманная логистика и профессиональный монтаж. Пропустишь один элемент — получишь проблемы.

Сейчас рынок предлагает много готовых решений, и выбор подрядчика — ключевой момент. Лично для меня показателями являются не только цены, но и наличие собственного высокотехнологичного производства, полного пакета сертификатов и опыта в реализации проектов 'под ключ'. Потому что когда один ответственный исполнитель ведет проект от чертежа до сдачи, риски существенно снижаются. И глядя на описание компании вроде ООО ?Синьцзян Сиюй Хайдэ Строительные Стальные Конструкции?, видно, что они позиционируют себя именно как такого комплексного игрока — с инновационным уклоном, собственными мощностями по обработке и сборке, и правом вести монтажные работы. В нашем деле это дорогого стоит.

В общем, тема неисчерпаемая. Каждый новый объект приносит новые нюансы. Главное — не забывать основы, не экономить на критичных вещах и работать с теми, кто понимает предмет так же глубоко, а не просто продает тонны металлопроката.