Когда требуется возвести промышленный объект, складское помещение или ангар за два-три месяца вместо полугода кирпично-бетонного строительства, выбор падает на быстровозводимые здания из металлоконструкций. Полный цикл этих работ охватывает расчёты по проекту, производство в цехе, доставку и финальный монтаж сэндвич-панелей и крепежа.
Проектирование: расчёты нагрузок и конструктивные решения
Всё начинается с проектной документации. Инженер-конструктор определяет расстояние между колоннами (обычно 6 или 9 метров), высоту здания, снеговую нагрузку региона и ветровую нагрузку. На юге России это одни значения, в Сибири — совсем другие.
Для склада шириной 18 метров с пролётом 9 метров выбирают двутавры с моментом инерции не менее 400 см³ — это позволит прогону выдержать собственный вес панелей плюс снег без прогиба больше 1/300 от длины пролёта. Металлоконструкции поступают с обработкой: либо цинкованием (горячее цинкование слоем 70–100 микрон), либо полимерным покрытием толщиной 25–40 микрон. В агрессивных условиях (вблизи морского берега, химического производства) требуется двойная защита.
На этом этапе составляется смета в три колонки: материалы, работы и логистика. Доля металлоконструкций занимает 35–45 процентов стоимости проекта, сэндвич-панели — 25–35 процентов, остальное делится между фундаментом, крепежом и монтажными работами.
Производство: от сварки до комплектации
Изготовление быстровозводимых зданий из металлоконструкций в цехе происходит параллельно с подготовкой объекта. Колонны нарезают по длине, режут отверстия под болты, свариваются фермы кровли. На современном заводе в день могут выпустить до 1000 тонн готовых конструкций при крупном заказе.
Каждый элемент маркируется согласно разработанным в проекте условным обозначениям — например, К1, К2 (колонны разных размеров), Ф1, Ф2 (фермы по пролётам). На объект приходит комплект с описью, где указано количество болтов М16–М20, шайб и гаек. Контроль качества перед отправкой включает проверку размеров по макету, испытание критических сварных швов на излом.
Если используется технология ЛСТК (холоднокатаные тонкостенные профили), сборка идёт на саморезах без болтов. Холодная гибка стальной полосы толщиной 1.2–2 мм позволяет делать колонны и прогоны легче, чем прокатный профиль. Вес каркаса здания 24×18×8 метров из ЛСТК составит около 28–35 тонн, а из обычного двутавра — 50–65 тонн. Для строительства на болотистых грунтах это имеет значение: с лёгким каркасом фундамент дешевле.
Доставка и монтаж каркаса
Все готовые конструкции грузят на платформы. Доставка на областной объект может занять 2–5 суток. По приезде колонны, прогоны и фермы разгружают краном или кран-балкой прямо на площадку. Если дорога плохая, используют полуприцепы-трёхосники с грузоподъёмностью 18–20 тонн.
На площадке материал размещают вблизи места монтажа, но не прямо на фундамент — кладут под стальные прокладки на расстояние 0.5–1 метр от стройплощадки. Это упростит подхват элементов манипулятором или мобильным краном.
Когда фундамент готов (железобетонные подушки или блоки с закладными деталями), начинается установка колонн. Первую колонну выставляют по отвесу и временно закрепляют боковыми растяжками из стальной проволоки диаметром 6–8 мм. Между фундаментом и базой колонны подкладывают нивелировочные пластины толщиной 5–10 мм или регулируемые опоры — чтобы выбрать ровно по нулевой отметке проекта.
Крепёж двухпроходный: сначала заворачивают болты М16 в шахматном порядке с шагом 200 мм, потом затягивают их гаечным ключом или электроинструментом с моментом 120–150 Н·м для М16. Если использована болтовая сборка ферм к прогонам, шаг болтов — 300 мм по высоте стенки балки.
На объекте площадью 500 квадратов, высотой 8 метров, каркас из двутавра собирали четыре монтажника и один стропальщик в течение 15 рабочих дней. Краном в день устанавливали 8–12 элементов среднего веса. Оборудование — мобильный кран грузоподъёмностью 25 тонн, достаточный для большинства компонентов каркаса.
Укладка сэндвич-панелей и системы защиты
Кровельные и стеновые панели приходят уже раскроенными по проекту. Толщина кровельной панели для склада в Средней полосе России обычно 100–150 мм с минеральной ватой или пенополистиролом. Панель толщиной 150 мм с коэффициентом теплопроводности 0.042 Вт/(м·К) в зимний период без активного отопления удерживает температуру на 3–5 градусов выше уличной.
Перед монтажом панели кровли укладывают вдоль прогонов, начиная от карниза. Уклон кровли должен быть не менее 7 градусов — это гарантирует стекание воды из стыков и исключит её застой, который ведёт к коррозии замка через 2–3 сезона. Каждую панель крепят к прогону самонарезающими винтами 5.5×60 с шагом 400 мм по краям листа и 500 мм в поле. Под головку винта подкладывают резиновую шайбу с втулкой, чтобы не разрушить полимерное покрытие панели.
Стеновые панели толщиной 80–120 мм монтируют на гребень и паз, смещая каждый последующий лист относительно предыдущего. Стык между панелями герметизируют силиконовым герметиком во время работы — не ждут конца монтажа.
Фундамент для лёгких конструкций
Быстровозводимые здания из металлоконструкций весят в 3–4 раза меньше, чем кирпичные. Поэтому фундамент можно сделать свайно-винтовым. Для ангара размером 20×12×6 метров винтовые сваи диаметром 108 мм вкручивают на 4–6 опор, что дешевле монолитной ленты на 30–40 процентов и исключает опалубочные работы. Сваи ввинчивают на глубину 1.5–2 метра в зависимости от отметки промерзания грунта в регионе.
Если грунт слабый, пучинистый (глина с высоким содержанием влаги), выбирают свайный фундамент глубже. В песчаных грунтах достаточно 1–1.2 метра. Обвязка свай — швеллер или двутавр, приваренный к оголовникам и выравнивающим пластинам.
Отделка и внутренние системы
После закрытия крыши и стен приступают к проёмам. Дверные и оконные блоки с коробками приходят готовыми, их только навешивают на петли. Технологические проёмы в стеновых панелях для вентиляции или входа закрывают либо глухой панелью, либо жалюзийной решёткой с фильтром.
Внутри разводят коммуникации — электроснабжение, водопровод, канализацию. Если это производственный цех, закрепляют кран-балку к ферме крыши. Для сельскохозяйственного объекта устанавливают вентиляцию и систему микроклимата.
Срок полного строительства здания из металлоконструкций под ключ составляет 8–12 недель от первого дня земляных работ до сдачи объекта с системами в рабочем состоянии. Это в 2–3 раза быстрее, чем возведение кирпичного здания той же площади.
