Болтовой или сварной металлокаркас ангара: что выбрать
При заказе металлоконструкций для ангара возникает важный вопрос: какой способ соединения элементов выбрать — болтовой или сварной? От этого решения зависят скорость монтажа, требования к строительной площадке, возможность демонтажа здания, качество сборки и итоговая стоимость работ.
Нельзя однозначно сказать, что один вариант всегда лучше другого. Болтовой и сварной металлокаркас решают разные задачи, а в большинстве современных проектов используется комбинированная схема: отдельные элементы и узлы свариваются на заводе, а готовые отправочные марки соединяются болтами непосредственно на объекте.
Чтобы правильно выбрать конструкцию, необходимо учитывать размеры здания, условия доставки, квалификацию монтажной бригады, сроки строительства и возможность дальнейшего расширения или переноса ангара.
Что представляет собой металлокаркас ангара
Металлический каркас — это несущая система здания, состоящая из колонн, ферм или балок, стеновых и кровельных прогонов, вертикальных и горизонтальных связей, фахверковых элементов и соединительных узлов.
Все детали должны работать как единая пространственная конструкция. Нагрузки от кровли, снега, ветра, стеновых панелей и оборудования передаются через фермы и балки на колонны, а затем на фундамент.
Для объединения элементов применяются:
- сварные соединения;
- болтовые соединения;
- комбинированные узлы;
- монтажные пластины и фланцы;
- опорные и соединительные фасонки.
Тип соединения определяется проектировщиком. Он зависит от расчётных усилий, формы элементов, условий производства, транспортировки и монтажа.
Как устроено болтовое соединение металлоконструкций
Болтовое соединение создаётся с помощью отверстий, соединительных пластин, фланцев, фасонок, болтов, гаек и шайб. Элементы заранее изготавливаются на заводе, после чего доставляются на объект и собираются в проектное положение.
Например, ферма большого пролёта может состоять из двух или нескольких транспортировочных частей. На строительной площадке эти части совмещаются по монтажным узлам и соединяются болтами.
Таким же способом могут крепиться:
- фермы к колоннам;
- балки к колоннам;
- отдельные части колонн;
- прогоны к несущим рамам;
- вертикальные и горизонтальные связи;
- элементы фахверка;
- вспомогательные площадки и конструкции.
Отверстия выполняются на производстве по чертежам КМД. Их расположение должно точно соответствовать проекту. Если геометрия элементов нарушена, совместить отверстия во время монтажа будет сложно или невозможно.
Болтовой узел может передавать растягивающие, сжимающие и сдвигающие усилия. Конструкция соединения, количество болтов, их диаметр и класс прочности определяются расчётом.
Самостоятельно уменьшать количество крепежа, заменять болты или расширять отверстия без согласования с проектировщиком нельзя.
Преимущества болтового металлокаркаса
Главное преимущество болтовых соединений — удобство сборки на строительной площадке. Большая часть сложных операций выполняется заранее на производстве, а монтажникам остаётся установить элементы в нужное положение и затянуть крепёж.
К основным преимуществам относятся:
- высокая скорость монтажа;
- отсутствие большого объёма сварочных работ на объекте;
- возможность визуального контроля соединений;
- удобная перевозка каркаса отдельными частями;
- возможность демонтажа некоторых конструкций;
- меньшее влияние погодных условий на сборку;
- снижение требований к организации сварочного поста.
Болтовая схема особенно удобна для ангаров, которые находятся далеко от производства. Крупные фермы и колонны можно разделить на отправочные элементы, подходящие для транспортировки обычным грузовым транспортом.
На объекте не требуется выполнять длинные сварные швы, подготавливать металл к сварке и восстанавливать защитное покрытие на большой площади.
Однако болтовой металлокаркас нельзя считать полностью разборным по умолчанию. Возможность демонтажа зависит от конструкции узлов, состояния элементов и способа крепления стеновых и кровельных материалов.
Недостатки болтовых соединений
Болтовая сборка требует высокой точности изготовления. Отверстия, пластины и фланцы должны совпадать без принудительного смещения элементов.
При недостаточном контроле могут возникнуть следующие проблемы:
- отверстия не совпадают;
- детали устанавливаются с перекосом;
- отсутствует часть крепежа;
- применяются болты неподходящего класса;
- соединения затягиваются неравномерно;
- шайбы устанавливаются неправильно;
- гайки остаются незатянутыми.
Болтовые узлы также увеличивают количество отдельных деталей в поставке. Крепёж необходимо правильно упаковать, промаркировать и распределить по монтажным комплектам.
Во время эксплуатации некоторые соединения могут требовать осмотра. Особенно это важно для конструкций, воспринимающих вибрационные или динамические нагрузки.
Стоимость болтового варианта зависит от сложности узлов, количества пластин, отверстий и крепежа. Поэтому он не всегда оказывается дешевле сварного каркаса.
Что представляет собой сварной каркас ангара
В сварном соединении элементы объединяются с помощью сварных швов. При правильном проектировании и качественном выполнении сварка позволяет создать прочный и жёсткий узел.
Сварные соединения широко применяются при изготовлении:
- ферм из профильной трубы;
- сварных двутавровых балок;
- колонн сложного сечения;
- опорных пластин;
- фасонок;
- стоек и раскосов;
- закладных и соединительных деталей.
Важно различать заводскую и монтажную сварку. Заводская сварка выполняется в контролируемых условиях производства. Монтажная — непосредственно на строительной площадке.
В большинстве случаев основные сварные работы желательно выполнять на заводе, где есть стапели, оборудование, подготовленные рабочие места и возможность контролировать геометрию изделия.
Где выполняется заводская сварка
На производстве элементы металлоконструкций собираются по рабочим чертежам на специальных столах, стапелях или кондукторах. Это помогает выдерживать размеры, диагонали и взаимное расположение деталей..
Процесс обычно включает:
- Подготовку металлопроката.
- Резку деталей по размерам.
- Подготовку кромок.
- Сборку элементов.
- Прихватку.
- Проверку геометрии.
- Выполнение основных сварных швов.
- Зачистку и контроль.
- Антикоррозийную обработку.
Для фермы из профильной трубы на заводе свариваются верхний и нижний пояса, стойки, раскосы и фасонки. Если конструкцию можно перевозить целиком, она поступает на объект в готовом виде.
При больших габаритах ферму делят на транспортировочные части. Каждая часть сваривается на производстве, а между собой они соединяются болтами уже во время монтажа.
Такой подход позволяет совместить точность заводской сварки с удобством болтовой сборки.
Преимущества сварного каркаса
Сварные соединения позволяют создавать компактные и жёсткие узлы без большого количества выступающих пластин и крепежа. Это особенно удобно при изготовлении решётчатых ферм из профильной трубы.
Основные преимущества:
- высокая жёсткость соединений;
- возможность изготовления сложных узлов;
- аккуратный внешний вид;
- отсутствие большого количества крепежных деталей;
- рациональное соединение трубчатых элементов;
- удобство серийного производства одинаковых конструкций.
На заводе сварной каркас можно собрать на шаблонах и проверить до отгрузки. Это снижает риск несовпадения элементов на объекте.
Для небольших конструкций, которые можно перевозить целиком, сварной вариант часто оказывается простым и экономичным.
Недостатки сварки на строительной площадке
Если значительная часть сварочных работ переносится на объект, монтаж становится более сложным и зависимым от условий площадки.
Необходимо организовать:
- электроснабжение;
- сварочное оборудование;
- защиту зоны работ;
- доступ к узлам;
- подъёмные механизмы;
- подготовку поверхности;
- контроль сварных швов;
- восстановление защитного покрытия.
На качество монтажной сварки могут влиять осадки, низкая температура, ветер, загрязнение металла и неудобное положение сварщика.
Кроме того, сварочные работы предъявляют высокие требования к квалификации исполнителей. Ошибки могут привести к непроварам, подрезам, пористости, трещинам и деформациям элементов.
После выполнения шва необходимо зачистить участок и восстановить антикоррозийное покрытие. Если этого не сделать, зона соединения станет уязвимой для коррозии.
Поэтому полностью сварной монтаж на площадке применяется тогда, когда он предусмотрен проектом и может быть выполнен в подходящих условиях.
Скорость монтажа болтового и сварного каркаса
При одинаковой подготовке болтовая сборка обычно выполняется быстрее. Элементы устанавливаются краном, совмещаются по отверстиям, временно фиксируются, выверяются и окончательно затягиваются.
Сварной монтаж требует больше операций:
- подготовки места соединения;
- точной фиксации деталей;
- выполнения прихваток;
- проверки положения;
- сварки;
- охлаждения;
- контроля шва;
- зачистки и окрашивания.
Однако реальная скорость зависит не только от типа соединений. Большое значение имеют качество чертежей, маркировка, комплектность поставки и геометрия конструкций.
Даже болтовой каркас будет собираться медленно, если:
- элементы не промаркированы;
- отверстия не совпадают;
- крепёж распределён неправильно;
- отсутствует монтажная схема;
- детали складированы без учёта порядка сборки.
Хорошо подготовленный сварной каркас иногда монтируется быстрее плохо изготовленного болтового.
Требования к монтажной бригаде
Болтовой монтаж обычно предъявляет меньше требований к сварочной квалификации, но это не означает, что его может выполнить любая бригада.
Монтажники должны уметь:
- читать чертежи и монтажные схемы;
- правильно стропить конструкции;
- устанавливать элементы в проектное положение;
- контролировать вертикальность и отметки;
- выбирать крепёж по маркировке;
- соблюдать порядок затяжки;
- проверять комплектность узлов.
Для сварного монтажа дополнительно требуются квалифицированные сварщики и контроль качества швов. Бригада должна понимать последовательность сварки, чтобы минимизировать температурные деформации.
При любом варианте монтаж выполняется с использованием грузоподъёмной техники и временных креплений. До установки постоянных связей рамы могут быть неустойчивыми, поэтому последовательность сборки имеет большое значение.
Возможность демонтажа и переноса ангара
Болтовой металлокаркас часто выбирают, если в будущем планируется перенос, расширение или изменение здания.
Теоретически болтовые соединения можно разобрать, а элементы перевезти на другую площадку. Но на практике необходимо учитывать состояние конструкций, защитного покрытия и крепежа.
Демонтаж может быть затруднён, если:
- резьба повреждена коррозией;
- узлы были дополнительно обварены;
- отдельные детали деформировались;
- каркас связан с фундаментом неразборными элементами;
- сэндвич-панели или профнастил повреждаются при снятии;
- новое здание имеет другие нагрузки или размеры.
После переноса каркас должен быть обследован. Его нельзя автоматически установить в другом регионе без проверки снеговых и ветровых нагрузок.
Сварной каркас тоже можно демонтировать, но для этого приходится разрезать соединения. Повторное использование деталей потребует восстановления узлов и защитного покрытия.
Если разборность является важным требованием, её нужно закладывать в проект заранее.
Как контролируется качество болтовых соединений
Контроль начинается ещё на производстве. Проверяются диаметры и расположение отверстий, размеры пластин, соответствие деталей чертежам и качество обработки поверхности.
На площадке контролируют:
- класс и диаметр болтов;
- наличие гаек и шайб;
- правильность установки крепежа;
- плотность соединяемых поверхностей;
- последовательность затяжки;
- отсутствие перекосов;
- проектное положение элементов.
Нельзя заменять предусмотренный проектом крепёж обычными болтами неизвестного происхождения. Внешне они могут выглядеть одинаково, но отличаться по прочности и качеству стали.
Если соединение требует определённого усилия затяжки, монтаж должен выполняться по установленной технологии.
После завершения сборки желательно провести повторный осмотр всех узлов и отметить проверенные соединения.
Как контролируется качество сварных соединений
Качество сварки зависит от подготовки металла, режима работы, положения шва и квалификации сварщика.
Визуально проверяются:
- форма и размеры шва;
- отсутствие трещин;
- отсутствие заметных пор;
- равномерность;
- отсутствие подрезов;
- соответствие длины шва чертежу.
Для ответственных конструкций могут применяться дополнительные методы контроля. Их необходимость определяется проектом и требованиями к объекту.
Не менее важно проверять геометрию после сварки. Температурный нагрев способен вызвать деформацию деталей, особенно у длинных ферм и тонкостенных профильных труб.
После контроля зоны сварки очищаются и покрываются антикоррозийным составом
Комбинированный вариант: сварка на заводе, болты на объекте
Для большинства быстровозводимых ангаров рациональным решением является комбинированный металлокаркас.
Сложные элементы изготавливаются и свариваются на производстве:
- фермы;
- части колонн;
- опорные пластины;
- фасонки;
- фланцы;
- монтажные элементы.
На строительной площадке готовые отправочные марки соединяются болтами.
Такой подход даёт несколько преимуществ:
- основные сварные работы выполняются в контролируемых условиях;
- сохраняется высокая точность геометрии;
- крупные элементы можно делить для перевозки;
- сокращается срок монтажа;
- уменьшается зависимость от погоды;
- упрощается контроль сборки;
- снижается объём восстановления покрытия.
Именно комбинированная схема часто применяется для ферм из профильной трубы: раскосы и пояса свариваются на заводе, а части фермы и опорные узлы собираются на болтах.
Что выбрать для небольшого ангара
Для небольшого здания, конструкции которого помещаются в транспортные габариты, может быть удобен преимущественно сварной заводской каркас.
Фермы и колонны доставляются готовыми, а на объекте выполняется минимальное количество соединений. Такой вариант подходит для мастерских, небольших складов, навесов и хозяйственных зданий.
Если перевозка цельных элементов затруднена, лучше предусмотреть болтовые монтажные стыки.
Выбор зависит не только от площади, но и от расстояния доставки, подъездных путей и грузоподъёмности монтажной техники.
Что выбрать для широкопролётного здания
Для ангара шириной 16, 18, 24 метра и более транспортировка цельных ферм может быть сложной или экономически невыгодной.
В этом случае конструкцию обычно делят на части. Каждая часть сваривается на заводе и проходит контроль геометрии, после чего элементы соединяются болтами на объекте.
Такой вариант позволяет:
- перевозить конструкции обычным транспортом;
- уменьшить транспортные расходы;
- быстро собирать фермы на площадке;
- сохранить качество заводской сварки;
- избежать большого объёма монтажных швов.
Чем больше пролёт и сложнее каркас, тем важнее заранее продумать отправочные размеры и расположение стыков.
Как сравнивать предложения производителей
При получении коммерческого предложения недостаточно увидеть формулировку «болтовой каркас» или «сварной каркас». Необходимо уточнить, какие именно узлы выполняются каждым способом.
Попросите производителя указать:
- состав металлокаркаса;
- места заводской сварки;
- места монтажных стыков;
- тип и класс болтов;
- перечень крепежа;
- транспортировочные размеры;
- способ антикоррозийной обработки;
- необходимость сварки на площадке;
- требования к монтажной бригаде;
- документы, передаваемые вместе с конструкциями.
Следует также проверить, входят ли крепёж, монтажные пластины, схемы и маркировка в стоимость.
Иногда недорогой каркас предполагает большой объём сварочных и подгоночных работ на объекте. После учёта монтажа такое предложение может оказаться дороже более подготовленного болтового комплекта.
Частые ошибки при выборе соединений
Заказчики часто допускают следующие ошибки:
- выбирают соединение только по цене;
- считают любой болтовой каркас полностью разборным;
- не уточняют класс крепежа;
- допускают замену болтов на объекте;
- соглашаются на сварку без проектных узлов;
- не учитывают транспортные ограничения;
- поручают монтаж неподготовленной бригаде;
- не проверяют качество заводских швов;
- не восстанавливают покрытие после сварки;
- изменяют узлы без согласования с проектировщиком.
Тип соединений не должен определяться монтажниками непосредственно на площадке. Все решения закладываются в проект до начала производства.
Болтовой или сварной каркас ангара: итоговое сравнение
Болтовой металлокаркас удобен при ограниченных сроках, удалённом строительстве, больших размерах элементов и необходимости возможного демонтажа.
Сварные соединения эффективны при заводском изготовлении ферм, колонн и сложных узлов. Они обеспечивают жёсткость и позволяют рационально соединять профильные трубы.
Полностью сварной монтаж на объекте требует квалифицированной бригады, подходящих условий и дополнительного контроля.
Для большинства ангаров оптимальным становится комбинированный вариант: сварка элементов на производстве и болтовая сборка готовых частей на строительной площадке.
Окончательный выбор должен делаться на основании расчёта, рабочих чертежей, транспортных ограничений и условий монтажа.
Как заказать подходящий металлокаркас
Для предварительного подбора конструкции необходимо сообщить производителю:
- ширину, длину и высоту ангара;
- назначение здания;
- регион строительства;
- тип стен и кровли;
- размеры ворот;
- наличие инженерного оборудования;
- предполагаемые сроки монтажа;
- требования к возможности демонтажа.
На основании этих данных проектировщик определит конструктивную схему, расположение сварных и болтовых узлов, размеры отправочных элементов и состав монтажного комплекта.
Компания «Фабрика Ангаров» выполняет проектирование и изготовление металлокаркасов для складов, производственных зданий, сельскохозяйственных объектов и ангаров другого назначения. Основные элементы изготавливаются и свариваются в заводских условиях, а удобные монтажные соединения помогают сократить срок сборки на объекте.
Для расчёта отправьте размеры будущего здания, место строительства и имеющиеся чертежи. Специалисты подготовят конструктивное решение и предложение на изготовление полного комплекта металлоконструкций.