Легкие металлоконструкции

Первые попытки возведения легких металлических конструкций пришлись на конец 30-х годов ХХ века Они представляли собой здания арочного и сводчатого типов, составленные из одинаковых элементов металлического профиля. На сегодняшний день, легкие металлоконструкции, благодаря низкой трудоемкости и стоимости изготовления, экономичности материала и быстроте возведения, пользуются в строительстве большой популярностью.

К основным признакам, характеризующим легкие металлоконструкции можно отнести: высокую степень тонкостенности элементов; возможность достижения больших поверхностных площадей; максимальную унификацию и стандартизацию, а также компактность формы элементов, позволяющую при перевозке и хранении вкладывать элементы друг в друга. Кроме того, составные элементы быстровозводимых металлоконструкций можно создавать различной формы (криволинейные и прямоугольные лотки, объемные ребра и грани, ромбы и др.), которые достаточно легко получаются из прямоугольной тонколистовой заготовки холодной гибкой. Для повышения жесткости элементов, их вершины соединяют связями, благодаря которым образуется дополнительная стержневая система, обеспечивающая пространственную работу конструкции. Более сложная форма обеспечивает и более высокую несущую способность элементов. Из таких элементов можно собирать не только бескаркасные здания, но и несущие складчатые обшивки стен и покрытий. Увеличению несущей способности элементов способствует устройство горизонтальных участков (продольное профилирование), выштамповок (поперечные выштамповки) и гофров (гофрирование граней) (А.Я. Прицкер, В.А. Аденский, М.С. Фридман. Бескаркасные складчатые конструкции, 1991).

Элементы могут соединяться между собой болтами на фланцах, закаткой фальцев, защелкиванием, совместным деформированием кромок и др. Само соединение может быть последовательным, с составным сечением повышенной несущей способности, с составным складчатым сечением высокой несущей способности.

Складчатые панели можно утеплять. Более того, в заводском исполнении они могут иметь трехслойное утепление. В этом случае теплоизоляционная панель для стен и крыш выполняется из двух профилированных тонких металлических листов, к каждому из которых прикреплен утеплитель. Утеплители склеиваются между собой, и получается трехслойная складчатая панель. Наружная обшивка панели изготавливается из более стойкой стали, в том числе и гофрированной. К внутренней поверхности панели требования могут быть ниже.

Основным достоинством бескаркасных металлоконструкций является высокая степень унификации, обеспечивающая возможность серийного заводского изготовления стандартных элементов «на склад» без привязки их к определенным промышленным и гражданским зданиям и сооружениям, что позволяет значительно снизить стоимость сооружения и трудоемкость его изготовления. Все вышеперечисленные достоинства легких металлоконструкций и позволяют предположить, что именно они и составляют основу главных направлений в дальнейшем развитии бескаркасных металлоконструкций, а именно:

• максимальная унификация и стандартизация элементов и сооружений в целом;
• увеличение несущей способности элементов устройством горизонтальных участков, выштамповок и гофров;
• упрощение соединений элементов за счет перехода от фланцев к отгибам и отбортовкам, на безболтовые соединения (при помощи замков различной конструкции, закатки фальцев, совместной деформации объединяемых кромок панелей);
• увеличение размеров элементов и образование складчатых крупноразмерных панелей составного сечения высокой несущей способности из нескольких профилированных элементов;
• создание комбинированных конструкций с использованием традиционных каркасных и складчатых элементов;
• повышение транспортабельности конструкций за счет формы элементов, позволяющей компактно их пакетировать один в один;
• утепление складчатых элементов напениванием либо наклейкой эффективных утеплителей, выполнение утепленных складчатых элементов заводского изготовления типа «Сэндвич»;
• использование коррозионно-стойких материалов (алюминиевых сплавов, атмосферостойких сталей, сталей со специальными покрытиями, пластмасс (стеклопластик) и др.);
• серийное изготовление элементов на специальном высокопроизводительном оборудовании и автоматическом режиме.

В ближайшие годы наибольший объем строительства будет приходиться на долю тех отраслей, где сокращение сроков строительства даст наибольший экономический эффект. А легкие бескаркасные металлоконструкции уже сегодня нашли свою нишу в строительстве. Серийно изготавливаются бескаркасные складчатые здания пролетом 12, 15, 18, 24 и более метров. Они применяются в качестве складов, гаражей, лесопильных цехов, компрессорных и мобильных электростанций, ангаров для аэропортов, сельскохозяйственных объектов, спортивных комплексов, зданий и сооружений легкой промышленности, учреждений культуры и быта.