Каркасные постройки давно стали основной технологией возведения промышленных, складских и даже жилых помещений в Европе. В России также все чаще стали появляться сооружения, каркас которых изготовлен из металлопрофиля и прочных стальных труб. В этой статье мы рассмотрим этапы и принципы проектирования и строительства ангаров из металлоконструкций.
Что из себя представляет здание – основы проекта
Это технологически удобное решение конструирования и монтажа сборно-разборной конструкции. Характеристики объекта такого типа предусматривают долговечность, прочность, удобство эксплуатации, минимальные затраты на возможную реконструкцию или ремонт, а также низкую стоимость и довольно короткие сроки возведения. Вся конструкция состоит из трех основных элементов:
- Фундамент. Основание должно быть рассчитано по массе верхней части строения, площади, а также по весу того оборудования, которое будет размещено внутри, чтобы не было осадки.
- Каркас. Он крепится к бетону, в него могут монтироваться стальные сваи, для прочности применяется армирование. Сам «скелет» имеет несущие ребра жесткости и более легкие материалы. Классический вариант стройматериала – металлические трубы и профили. В редких случаях, при создании малогабаритного амбара для личных нужд, может использоваться дерево.
- Облицовка. Применяют различные варианты – от ткани до стальных листов. Это зависит от необходимых характеристик – прочность, воздухопроницаемость, экономичность и прочее.
Кроме того, необходимо спроектировать второстепенные элементы:
- Двери и окна; ворота, в случае если потребуется отгрузка крупного оборудования и сырья на производство.
- Инженерные системы – водопровод, канализация, отопление, электрификация, а также пожарная безопасность и камеры наблюдения, сигнализация.
- Рельсы – в том случае, если транспортировка товара предполагается по железной дороге.
- Подъемные механизмы для людей (лифты) и техники (краны).
Эти приспособления считаются факультативными. Возможно, что для складских помещений не понадобятся даже коммуникации и окна, а в качестве охраны будет применяться амбарный замок. Но современные конструкции все чаще полностью оснащаются элементами самостоятельной постройки, а это значит, что типовой проект арочного ангара из металлоконструкций усложняется дополнительными чертежами.
Есть различные формы строения – арки, полигоны, шатры, а также смешанные конфигурации, когда усложняется простая геометрия. Для конструирования таких схем нужны программы с поддержкой трехмерного моделирования. Качественный софт предлагает компания «ЗВСОФТ». Это САПР ZWCAD Professional с надстройками – модули VetCAD++ и СПДС GraphiCS.
Материалы для строительства
Этот перечень может варьироваться в зависимости от выбора технологических решений. Например, от того, какой фундамент будет заложен – свайный (для более высоких ангаров) или плиточный. Рассмотрим основной перечень:
- стальные трубы различного диаметра – основа каркаса;
- швеллеры, двутавры, уголки и прочие крепежи;
- металлопрофиль разного сечения;
- бетон и арматура для армирования;
- грунтовка и лакокрасочное покрытие;
- сэндвич-панели;
- утеплители – необязательно;
- дверные и оконные группы;
- обшивка – стальные листы, профлисты, тенты;
- элементы инженерных систем.
Где может понадобиться строительство каркасных ангаров
Основное назначение таких конструкций – складские помещения. Из-за простой конфигурации и обширных площадей можно использовать такие склады как хранилища для сельскохозяйственной продукции, а также устраивать внутри стеллажи под любые другие товары. Правильное проектирование с учетом всех требуемых характеристик позволит подготовить пространство под определенные условия – поддерживать нужную температуру, влажность и прочее.
Кроме того, ангары небольших размеров используют как гаражи для крупногабаритного транспорта – камазов, с/х техники. Если работа является не круглогодичной, а сезонной, то необходимо место, чтобы машины перезимовали. Также могут быть ангары военного или строительного назначения. Более крупные строения подойдут для авиатехники.
Это основные назначения. Однако на данный момент каркас из металлопрофиля может пригодиться и для более узких направлений:
- Для жилого строительства. Дома по такому проекту строятся более прочные, чем ангары, однако, система одинаковая. Сначала фундамент и «скелет», а затем обшивка и инженерные системы.
- Для торговых площадок. Как крупные магазины, таки небольшие павильоны, палатки, крытые рынки могут располагаться под таким шатром. Это спасает точки от ветра и осадков, дает возможность отапливать помещения.
- Для автосервисов. Гаражи, пункты сервисного обслуживания и автомойки часто устраивают в готовых зданиях по проекту ангара. Это дает возможность расположить необходимую технику, а для мойки это удобно, так как позволяет провести шланги и щетки для грузового транспорта.
- Цеха на производстве. Многие производственные процессы могут или должны проводиться в зданиях с такой планировкой. Это позволяет облегчить систему вентиляции и значительно сэкономить на строительстве массивных стен и перекрытий.
Это все примеры довольно больших конструкций, которые устанавливают на предприятиях. В небольшом масштабе подобные постройки возводят частники для собственных нужд. Домашний гараж, сарай или мастерская также могут располагаться в металлоконструкциях разного вида.
Виды металлических ангаров
Разновидность строения зависит от многих факторов. Проектировщики учитывают назначение и сроки эксплуатации, необходимость подведения коммуникаций, учет климата, в частности, большое ли количество осадков обещается, прочность обшивки и многое другое. Рассмотрим преимущества и применение конкретных конструкций.
Арочный ангар – проект каркасного и бескаркасного здания
Такая форма считается классической. Это обусловлено устойчивой геометрией – все нагрузки равномерно распределяются по площади. Из себя это представляет полукруглый потолок, переходящий в стены. Основа – опоры в виде дуг, концы которой вмонтированы в фундамент. Во время расчета учитывается предполагаемый радиус, а также длина конструкции. Из этих факторов рассчитывается ширина (диаметр полукруга), а также шаг, с которым расположены несущие балки, количество опор.
Такая конструкция удачно применяется в местности, где планируются сильные ветры или большое количество осадков. Из-за аэродинамичной формы снег сразу спадает, не увеличивая нагрузку на потолок и всю арку.
Преимущества арочной конструкции:
- Легкость конструирования и простота сборки. Из-за примитивного проекта и простоты расчетов можно сделать такой проект самостоятельно. Если предполагается домашнее использования, то нет нужды нанимать дополнительную помощь.
- Скорость возведения. Этот вариант считается самым быстрым – при грамотном использовании времени и сил можно ввести объект в эксплуатацию в течение недели.
- Из-за того, что основные элементы – это дуги, то нет необходимости устанавливать тяжеловесные металлические несущие стены. В целом все стройматериалы имеют довольно низкий вес, поэтому нет нужды в особенно прочном фундаменте.
- Благодаря легкой массе, основание можно выполнить на винтах. Это позволяет при переезде перевозить постройку в другое место. Свайный фундамент, который будет использоваться в иных разновидностях ангаров, не поддается перевозке.
- Это же позволяет использовать (в том числе продавать) конструкцию не как здание, а как металлическую конструкцию. Таким образом не происходит привязки к земельному участку. Продажа осуществляется не как недвижимое имущество, а как обычный товар. Это уменьшает трудности в документообороте.
- При таком проектировании возможно монтирование любого количества оконных прогалов. Так, расположив окна по периметру, можно добиться хорошего естественного освещения в дневное время суток.
- Можно составлять проект на неограниченную длину строения. Если вам нужно длинное помещение для хранения труб, профилей или иных продолговатых объектов, то вам подходит конфигурация арки, так как в высоту расстояние ограниченное, а протяженность может быть любая. Также это позволяет сделать перегородки по периметру, чтобы разделить одну арку на помещения.
Во время проектирования нужно учитывать, что ширина постройки не должна быть больше 20 метров, то есть радиус одной дуги – 10 м и меньше. Так определяется и высота в самой удаленной точке – ½ от расстояния пола от стены до стены.
Арочные ангары могут быть выполнены двумя способами:
- Каркасные. В таком случае используют металлические трубы, профили, а обшивка осуществляется профлистами или тентом.
- Бескаркасные. Материал таких конструкций – лист из металла, который имеет ребра жесткости. Он изогнут и имеет форму дуги, а также повышенную прочность. Это намного быстрее, чем установка каркаса, но менее долговечно, так как прочность их ниже. Для утепления обычно используют сэндвич-панели.
Приведем вариант проектирования:
Посмотреть проект прямостенного ангара из металлоконструкций
Такой вариант хорош тем, что можно устраивать несколько этажей и пролетов, но для этого понадобится делать схему прочных перекрытий. Обычно на нижнем уровне расположены крупногабаритные товары, оборудование, может находиться техника, а на верхнем – складские помещения, при необходимости офисы и комнаты для персонала. Крыша может быть односкатной или двускатной, но чаще применяют последний вариант, так как это снижает нагрузку от осадков.
Преимущества:
- Отсутствие ограничений как по ширине, так и по длине, высоте, количеству этажей.
- Большая площадь полезного пространства. Прямые стены позволяют использовать углы и пристенное место.
- Применяется сборно-разборный механизм строительства. Есть возможность реконструировать постройку уже после сдачи в эксплуатацию.
- Экономичность. По количеству затраченных материалов и итоговому виду такой вариант является самым материально обоснованным.
- Основная нагрузка идет на несущие стены и перекрытия, поэтому требуется применять прочные стальные профили и столбы.
- Удобная эксплуатация. Такая конфигурация позволяет использовать постройку для разных назначений – склады, производственные помещения, торговые точки, гаражи и прочее.
Шатровый ангар
Сложный в проектировании и строительстве, но удобный в применении вариант. Он содержит практически все достоинства арочной металлоконструкции, но расширяет площадь полезного пространства. К фундаменту крепится каркас из шатровых арок. Поперек закрепляются прогоны. Прочность достигается путем поперечных и диагональных связей. У постройки есть ограничения по длине – не более 60 метров.
Достоинства:
- Высокая степень прочности.
- Двускатная крыша защищает от скопления снега и других осадков.
- Использование всего пола и возможность задействовать свободное пространство по всей высоте.
Обшивка выполняется из металлических листов. Иной вариант – использование типового проекта шатрового ангара из сэндвич-панелей. Тогда строится только каркас, а дополнительное утепление не нужно.
Полигональная металлоконструкция
Это усложненный вариант арочной конструкции. В окружность по периметру поверхности вписываются ЛСТК и ЛМК профили. Это позволяет не снижать прочность и безопасность, но убрать зависимость высоты от ширины. Так можно создать невысокий, но широкий ангар, у которого будут все преимущества исходной разновидности, но будет больше пространства возле пола. Это подходит для складских помещений, когда нет нужды в размещении высоких машин, а требуется компактная укладка товара на твердой поверхности.
Это самый трудный вариант в исполнении своими руками. Обычно прибегают к помощи профессионалов, которые работают с решетчатыми фермами, балками двутаврового сечения и с сэндвич-панелями для обшивки.
Проектирование ангара из металлоконструкций в среде ZWCAD
Проектировщики используют современное программное обеспечение от компании «ЗВСОФТ». Рассмотрим преимущества. ZWCAD Professional – САПР с широкими возможностями:
- двухмерное и трехмерное моделирование;
- 3D-визуализация;
- удобный многофункциональный интерфейс;
- копирование свойств объекта, что необходимо при создании типовых чертежей с уже заданными параметрами элементов;
- полная поддержка DWG и экспорт в большое количество графических и инженерных форматов.
Функции базовой программы можно расширить благодаря модулям:
- VetCAD++ – софт для автоматизации строительной документации, оформления всех чертежей по требованиям ГОСТ. Благодаря менеджеру конструкций можно быстро организовать структуру данных проекта, а также выбрать и согласовать необходимые для строительства изделия и детали.
- СПДС GraphiCS – автоматически заполняет все проектные и рабочие документы с учетом норм СПДС и ГОСТ. Библиотека программы содержит более 3000 объектов (элементов базы данных) по стандартным элементам строительных конструкций (балки, колонны, ригели, плиты перекрытий, фундаментные блоки, сваи, металлопрокат, крепеж и пр.).
Проектирование каркасных и бескаркасных металлоконструкций станет проще с программным обеспечением от «ЗВСОФТ».
