Стальные колонны фахверка

Когда говорят ?стальные колонны фахверка?, многие сразу представляют себе просто вертикальную стойку, которая держит обвязку и всё. Но это слишком упрощённо, если не сказать — ошибочно. На деле, это целый узел ответственности, где сходятся нагрузки от ветра, от кранового оборудования (если речь о цехе), от самой конструкции стенового ограждения. И главная загвоздка часто даже не в самом профиле, а в базах, в узлах сопряжения с фундаментом и с ригелями. По своему опыту скажу: процентов тридцать проблем на монтаже связаны как раз с нестыковками по базам колонн или с анкерными группами, которые на бумаге выглядели хорошо, а в реальности при заливке бетона сместились. Вот об этих нюансах, которые в нормативных документах сухим языком прописаны, а на площадке выливаются в часы лишней работы, и хочется порассуждать.

Что на самом деле скрывается за термином

Итак, стальная колонна фахверка. По сути, это несущий элемент каркаса, воспринимающий преимущественно горизонтальные нагрузки. В отличие от основных рамных колонн, которые работают на сжатие и изгиб от веса здания и кранов, фахверковые — это чаще всего элементы жёсткости, ветровые связи. Но вот тут и начинается первая тонкость: а всегда ли они только ветровые? В том-то и дело, что нет. Вспомнился проект склада, где по расчёту эти колонны вдоль длинной стороны должны были ещё и воспринимать часть нагрузки от подвесного транспорта — не крана, а именно рельсового пути для тельферов. В проекте было указано просто: колонна фахверка из двутавра 30Ш1. А по факту, при деталировке, вылезла необходимость в усилении стенки в зоне опирания консоли для этого пути. Если бы сделали строго по изначальным чертежам, без погружения в контекст всего технологического процесса внутри здания, мог бы возникнуть серьёзный риск.

Ещё один момент — сечение. Часто, для экономии металла, проектировщики закладывают для фахверка прокатные двутавры с параллельными гранями полок (широкополочные), типа 20Ш1, 25Ш1. Логика понятна: хорошая несущая способность при относительно небольшом весе. Но на практике, при монтаже сэндвич-панелей, монтажники ругаются: к широкой полке сложнее пристыковать стандартный крепёжный элемент, нужны более длинные саморезы или дополнительные уголки. Это мелочь, но таких мелочей на объекте — сотни. Иногда рациональнее использовать обычный двутавр, пусть и с чуть большим весом, но зато с полкой, к которой всё ?привязывается? без лишних ухищрений. Это вопрос баланса между расчётной оптимальностью и монтажной технологичностью.

И конечно, нельзя не сказать про коррозию. Фахверковые колонны, особенно в неотапливаемых зданиях или в цехах с агрессивной средой, находятся в зоне риска. Конденсат стекает по стенкам, брызги могут попадать с земли. Огнезащита — отдельная тема, но базовая антикоррозионная защита — это святое. Видел объекты, где на экономили на грунтовке, нанесли один слой краски, и через пару лет по низу колонн пошла рыжина. Переделывать в разы дороже. Поэтому сейчас, работая с производителями, всегда обращаю внимание на их подход к подготовке поверхности. Например, у компании ООО Синьцзян Сиюй Хайдэ Строительные Стальные Конструкции в процессе, насколько я знаю, задействованы автоматизированные линии очистки и окраски, что даёт более стабильное качество покрытия, чем ручная работа в кустарных условиях. Это важно, потому что фахверк — это часто элементы, которые после монтажа уже труднодоступны для повторной обработки.

Узлы сопряжения — где кроются главные проблемы

Если сама колонна — это тело, то узлы — её суставы. И они должны быть здоровыми. Самый критичный узел — база, опорная часть. Классическая схема: анкерные болты, залитые в фундаментный стакан, опорная плита колонны, гайки. Казалось бы, всё просто. Но! Точность установки анкерных болтов — это головная боль всех прорабов. Допуск в пару миллиметров по осям — и уже проблемы с насадкой колонны. Бывает, что проектом предусмотрена тонкая регулировочная плитка, но её толщины не хватает. Приходится резать на месте, что не есть хорошо.

Один из относительно удачных вариантов, который встречал в практике — это использование так называемых ?глухих? баз, когда опорная плита имеет цилиндрический выступ, который входит в стакан фундамента, а пространство потом заливается безусадочным раствором. Это снижает требования к сверхточной установке анкеров, но требует аккуратной работы с самим раствором. Опять же, это удорожание. Но для ответственных объектов, где геометрия критична, иногда оно того стоит.

Верхний узел — сопряжение с ригелем или с кровельной балкой. Тут чаще всего сварка. И здесь важен не только катет шва по расчёту, но и последовательность операций. Сначала колонну выставляют по вертикали и временно раскрепляют, потом прихватывают ригель, проверяют геометрию всего пролёта, и только потом проваривают окончательно. Если варить сразу ?намертво?, может ?повести? и колонну, и ригель. Получается перекос. Особенно чувствительны к этому высокие колонны, с большой гибкостью. Порой, для устойчивости во время монтажа, к фахверковой колонне временно приваривают укосины от уже стоящих конструкций — это нормальная практика, лишь бы потом не забыть их срезать и зачистить место.

Производственный цикл: от металла до отгрузки

Когда мы говорим о качестве конечного изделия, мы говорим о цепочке: резка — обработка — сборка — сварка — окраска. Для таких элементов, как стальные колонны фахверка, которые часто идут в значительных количествах (однотипными партиями), критична точность и повторяемость. Ручная разметка и газовая резка — это прошлый век, дающее большое отклонение. Сейчас в передовых компаниях, таких как ООО Синьцзян Сиюй Хайдэ Строительные Стальные Конструкции, этот процесс автоматизирован. Упоминание на их сайте о крупногабаритных лазерных резаках с поворотными столами и плазменных станках с ЧПУ — это как раз про то. Для колонн это значит: идеально ровные и чистые кромки под сварку, точные отверстия под болты или крепёж для ограждающих конструкций. Это не маркетинг, а реальное сокращение проблем на монтаже.

Сборка и сварка. Если колонна составная (сварная из листов или из нескольких профилей), то важна жёсткая оснастка, кондукторы. Чтобы при сварке ?не повело?. Тяжёлые совмещённые линии для сборки и сварки под флюсом, которые есть у упомянутой компании, как раз и предназначены для обеспечения высокого качества и производительности при изготовлении таких элементов. Сварка под флюсом даёт глубокий провар и ровный, прочный шов, что для несущего элемента критически важно. После этого идёт зачистка швов, дробеструйная очистка поверхности — и только потом окраска. Пропуск любого из этих этапов ведёт к снижению долговечности.

Маркировка и упаковка. Казалось бы, ерунда. Но когда на площадку приходит машина с двумя десятками почти одинаковых колонн, различающихся, например, только расположением монтажных отверстий или длиной на 10 см, без чёткой маркировки по рабочим чертежам начинается хаос. Хороший производитель маркирует каждое изделие несмываемой краской, прикладывает отгрузочные ведомости, пакует так, чтобы при разгрузке не повредить покрытие. Это признак культуры производства.

Монтаж: теория против реальности

Вот он, момент истины. На площадку привезли колонны. Идеальный сценарий: фундаменты готовы, анкера стоят ровно по осям, допуски в норме. Реальность часто иная. Фундамент может быть залит с перепадом по высоте. Анкера смещены. Или, что ещё ?веселее?, проектная отметка низа колонны не совпадает с фактической отметкой верха фундамента. И начинается подгонка: где-то подкладывают пакет из стальных пластин, где-то срезают часть бетона. Всё это — потеря времени и денег.

Поэтому сейчас многие подрядчики, и мы в том числе, настаивают на предварительном выезде специалиста от производителя металлоконструкций на площадку для контроля подготовки фундаментов под стальные колонны фахверка. Это не прихоть, а необходимость. Лучше потратить день на замеры и составление акта-предупреждения, чем потом неделю исправлять косяки авральными методами. Кстати, компания ООО Синьцзян Сиюй Хайдэ, судя по их сертификатам на подрядные работы, как раз обладает компетенцией не только в изготовлении, но и в монтаже, а значит, понимает эти проблемы изнутри и может предложить комплексный подход.

Сам процесс установки. Используются обычно краны. Важно правильно выбрать точки строповки, чтобы колонна не перекосилась в воздухе. Часто для этого предусматривают специальные монтажные петли или отверстия, которые потом завариваются. После установки в стакан и выверки по вертикали (с помощью теодолита или лазерного уровня) колонну раскрепляют временными связями — чаще всего это растяжки из каната или уголков, приваренных к соседним конструкциям или к забитым в землю сваям. Окончательное закрепление (затяжка гаек на анкерах или заливка раствором) производится только после полной выверки всего ряда.

Мысли в сторону: экономика и альтернативы

Иногда задумываешься: а всегда ли нужен именно стальной фахверк? Для небольших построек, ангаров, иногда используют железобетонные стойки. Плюс — дешевле материала, минус — больший вес, сложнее монтаж (нужен кран побольше), дольше сроки (если не готовые, а монолитные). Или, например, в последнее время набирают популярность конструкции из ЛСТК (лёгких стальных тонкостенных конструкций). Для них свои колонки, но это уже совсем другая история, для других нагрузок и масштабов.

Для промышленных же зданий, цехов, складов большой площади — стальной фахверк из проката или сварных сечений пока вне конкуренции по сочетанию прочности, скорости монтажа и относительной лёгкости. Вопрос в грамотном проектировании и качественном изготовлении. Экономия на толщине металла или на защитном покрытии почти всегда выходит боком. Лучше один раз сделать с запасом, но правильно.

В этом контексте выбор подрядчика-изготовителя — ключевой. Наличие у компании, например, сертификата ISO 9001, как у ООО Синьцзян Сиюй Хайдэ Строительные Стальные Конструкции, — это не просто бумажка. Это, по идее, гарантия того, что у них выстроены процессы контроля на всех этапах: от входного контроля металла до испытаний сварных швов и финального осмотра. Наличие сертификатов на подрядные работы первого и второго класса тоже говорит о серьёзном уровне допуска к работам. Для заказчика это снижение рисков.

Вместо заключения: не колонны, а система

Так что, возвращаясь к началу. Стальные колонны фахверка — это не просто ?стойки?. Это элементы, которые должны быть точно спроектированы под конкретные нагрузки (и не забыть про технологические!), качественно изготовлены с соблюдением всех тонкостей обработки и защиты, и грамотно смонтированы с вниманием к подготовке основания. Провал на любом из этих этапов сводит на нет преимущества всей стальной конструкции. Опыт, в том числе негативный, подсказывает, что успех — в деталях: в миллиметрах допуска при установке анкеров, в качестве сварного шва, скрытого под краской, в правильной маркировке на заводе. И когда все эти детали складываются вместе, получается надёжный, долговечный каркас, который просто стоит и работает, не требуя к себе постоянного внимания. А это, пожалуй, и есть лучшая характеристика для любой строительной конструкции.