Стальные каркасные конструкции сегодня занимают значительное место в строительной отрасли. Их популярность обусловлена высокой прочностью, долговечностью и возможностью создания сложных архитектурных форм. Такие конструкции позволяют возводить здания и сооружения различной этажности и назначения, от жилых комплексов до промышленных объектов.
Сталь, как строительный материал, обладает превосходными механическими свойствами, что делает ее идеальным выбором для создания надежных и устойчивых к внешним воздействиям каркасов. Рассмотрим более подробно преимущества и особенности стальных каркасных конструкций, их применение в современном строительстве, а также факторы, которые следует учитывать при проектировании таких объектов.
Сталь является довольно сильным, но при этом мягким материалом. Именно поэтому стальные конструкции очень хорошо подходят для сейсмоопасных районов.
Сами стальные конструкции изготавливаются из типа стали, имеющей название мягкая сталь, которая очень прочная. Например, если взять стальную планку диаметром 25 мм и надежно прикрепить к потолку, то можно на нее повесить 20 000 кг (20 тонн). Иначе говоря, эта планка может выдержать 2 африканских слона.
Эта большая прочность имеет большое преимущество для зданий. Другой важной особенностью стального каркаса является его гибкость. Его можно сгибать, не опасаясь появления трещин, что является очень хорошим качеством, так как сталь может позволить устоять зданию при сильных ветрах или землетрясениях. К третьей характеристике можно отнести пластичность или гибкость. Это означает, что при воздействии с большой силой, сталь не даст трещин, как стекло, а будет медленно сгибаться. Это свойство позволяет стальным зданиями изменить форму или деформироваться, давая шанс к спасению находящимся внутри него людям. Стальные конструкции очень редко подвергаются разрушению. Сталь, в большинстве случаев и благодаря своим свойствам, более устойчива во время землетрясений, чем большинство других материалов.
Одним из ключевых свойств стали является ее уязвимость к высоким температурам. При достижении температуры около 500 градусов Цельсия мягкая сталь может утратить до 50% своей прочности. Это свойство вызывает серьезные опасения, особенно в контексте пожарной безопасности зданий, построенных на основе стальных каркасных конструкций. Утраченные свойства стали могут привести к критическим последствиям в случае возникновения огня.
Чтобы предотвратить подобные риски, важно обеспечить соответствующую защиту стальных элементов от воздействия высоких температур. Наиболее распространенным методом является использование противопожарной защиты, которая наносится на стальные конструкции. Обычно это делается с помощью специального спрея, который образует защитный слой, способствующий снижению теплопроводности материала и тем самым продлевающий его устойчивость при возникновении пожара.
Стальные конструкции наиболее часто используются:
- при возведении высотных зданий (благодаря своей прочности, малому весу и высокой скорости при строительстве);
- в промышленных зданиях из-за возможности создавать большие конструкции по низкой стоимости;
- для складских зданий по той же причине;
- для жилых домов из-за легкости стальных конструкций;
- для временных конструкций, которые нужно быстро возвести и так же убрать.
Существует несколько типов стальных конструкций, которые также называются стальным изготовлением.
Обычное стальное производство подразумевает изготовление отдельных частей необходимой длины, которые затем свариваются вместе, образуя конечную структуру. Полная сборка, как правило, происходит на строительной площадке, но этот процесс является трудоемким. Можно частичную сборку произвести в цехах, тем самым улучшив условия труда и сократив время.
Стальные конструкции, соединенные болтами, представляют собой важный аспект в производстве готовых и окрашенных стальных компонентов. Эти элементы изготавливаются в цехах и затем транспортируются на строительные площадки в сборном виде. Такой подход более предпочтителен, поскольку большая часть процесса производства осуществляется в условиях, где есть необходимое оборудование, соответствующее освещение и управляемая рабочая среда, что обеспечивают высокое качество изделий.
Размеры стальных компонентов определяются грузоподъемностью транспортных средств, их размеры варьируются: максимальная длина для стандартных грузовиков не превышает 6 метров, в то время как для длинномерных машин эта величина может достигать 12 метров. Такой контроль за размерами позволяет эффективно организовать транспортировку и выгрузку материалов на месте. Это также позволяет избежать лишних затрат времени и усилий, связанных с обработкой слишком больших или тяжелых элементов на объекте.
Процесс установки также значительно упрощается благодаря возможности использовать краны для выгрузки окончательных изделий. Предварительно спроектированные здания служат ярким примером таких конструкций, где стальные элементы соединены болтами. Эти здания разрабатываются, производятся и устанавливаются с учетом специфических потребностей одной компании, что позволяет достичь максимальной эффективности и быстро реализовать проекты.
Легкие стальные конструкции более приемлемы при строительстве жилых и небольших зданий в некоторых частях Европы. Возведение таких конструкций подобное каркасному строительству, за исключением того, что они применяются вместо древесины. Стальные конструкции представляют собой стальные части в виде тонких (1-3 мм) листов стали, согнутые в форму, которая образовывает С-образные или Z-образные секции . Малый вес стальных каркасных конструкций означает, что они должны быть прочно соединены между собой болтами, что увеличивает сопротивляемость силе ветра.