Каркаси та ангари
Тут починається розрахункова конструкція. Навіс і паркан можна поставити за типовим рішенням, каркас на проліт 18 м — ні: там уже рахують сніг, вітер і стійкість. Ця стаття не замінює розрахунок, вона пояснює, про що з конструктором говорити.
Рама, зв’язки й обшивка
Каркас ангара — це ряд однакових рам, поставлених із кроком 4–6 м, прогони між ними, зв’язки й обшивка по прогонах. Рама приймає вертикальне навантаження та вітер упоперек будівлі; зв’язки тримають її вздовж.
Зв’язки коштують небагато, а викреслюють їх першими: на кресленні вони виглядають як необов’язкові тонкі кутики. Тим часом це єдине, що утримує рами від перекидання в поздовжньому напрямку — як кісточки доміно, які стоять рівно, доки їх тримають.
Чим перекривають проліт
- Портальна рама — до 12 м; стеля чиста, без ферм, що важливо для цеху з підвісним обладнанням.
- Колони з фермою — 12–30 м; ферма за того самого прольоту легша за балку в півтора-два рази.
- Арковий ангар — швидко й дешево, але корисної висоти біля стін майже немає.
- Тонкостінні профілі (ЛСТК) — легкий каркас на болтах; зварювання на майданчику майже немає.
- Навіс-ангар без стін — техніка, склад сипких, сушіння; дешевший за закритий удвічі.
- З підкрановою балкою — кран висить на каркасі, а не на стінах; оцінюється окремо.
Обшивка й утеплення
Холодний ангар зашивають профнастилом по прогонах — цього досить, щоб закрити від опадів і вітру. Теплий збирають із сендвіч-панелей: вони несуть утеплення із заводу й монтуються одним шаром, без пароізоляції та обрешітки на місці.
Проміжного варіанта — «профнастил, а потім утеплимо» — варто уникати. Утеплення зсередини по холодному металу без грамотної пароізоляції дає конденсат усередині пирога, і виявляється це через рік-два за іржавими патьоками на стиках.
Каркасний ангар: із чого складається каркас
«Каркасний» означає, що все несуче — сталеве, а стіни й покрівля лише огороджують. У кожного елемента каркаса одна робота й один рядок у кошторисі:
- Колони — передають навантаження на фундамент і сприймають згин від вітру; стоять на опорних плитах, прикручених до анкерів у фундаментах.
- Ригелі рам або ферми — перекривають проліт; разом із колонами утворюють раму.
- Прогони — покрівельні балки між рамами, по них іде обшивка.
- Стінові ригелі — горизонтальні балки стін, до яких кріплять профлист або панелі.
- Зв’язки — хрести в покрівлі та стінах, які тримають ряд рам у поздовжньому напрямку.
- Фундаменти з анкерами — ставляться за шаблоном, бо болт, зсунутий на сантиметр, не влучить в отвір плити.
Від арочного й тентового ангара каркасний відрізняється тим, що в ньому можна поставити стелаж упритул до стіни, врізати ворота в будь-якому кроці й подовжити будівлю на наступну раму, не чіпаючи наявних.
З яких профілів і чому
На колони йдуть широкополицеві двотаври HEA і HEB: колона може втратити стійкість в обидва боки, і широка полиця дає їй жорсткість і «вбік». На ригелі — IPE, бо згинана балка працює переважно в одній площині, а вузький високий переріз дає найбільше несучої здатності з кілограма. Маси з таблиць:
- HEA 200 — 42,3 кг/м, HEB 200 — 61,3 кг/м: колони;
- IPE 240 — 30,7 кг/м, IPE 300 — 42,2 кг/м: ригелі рам;
- IPE 120 — 10,4 кг/м або труба 120×60×4 — 10,5 кг/м: прогони й стінові ригелі;
- труба 100×100×5 — 14,4 кг/м і 60×60×3 — 5,19 кг/м: пояси й розкоси ферми;
- кутник L 50×50×5 — 3,77 кг/м: зв’язки.
Ферма за того ж прольоту в півтора-два рази легша за балку, але має десятки вузлів під припасування і зварювання — тому до 12 м частіше виграє суцільна рама, а далі ферма. Масу будь-якого профілю перевірить калькулятор двотавра.
З’єднання та шви: що варять у цеху, а що болтять на об’єкті
Правило просте: варять у цеху, на об’єкті болтять. До ригеля приварюють торцеву пластину, до колони — опорну плиту й ребра, а раму збирають на місці на болтах. Шов у цеху лягає в зручному положенні, під дахом і з контролем; шов на висоті, на вітрі й під дощем — ні.
Катети швів задає проєкт, але межі видно з самого перерізу. Стінка IPE 300 — 7,1 мм, отже, розумний верх кутового шва 0,7·7,1 ≈ 5,0 мм; шов a4 має катет z ≈ 5,7 мм і важить 0,138 кг наплавлення на метр, a5 — 0,216 кг. Шви товщиною понад приблизно 6 мм кладуть у кілька проходів. У вузлах ферми діє та сама нижня межа, що всюди: несучий шов не тонший за a3 і не коротший за 30 мм. Перерахунок a ↔ z покаже калькулятор кутового шва.
Порядок виготовлення і монтажу
- Проєкт — снігове й вітрове навантаження для місця будівництва, перерізи, вузли, креслення КМД і відомість металу.
- Фундаменти — башмаки з анкерами в шаблоні; анкери перевіряють до бетонування, бо після нього виправити можна тільки плиту.
- Виготовлення — різання, свердління, приварювання торцевих пластин і баз, покриття в цеху.
- Перший крок — монтаж починають із двох рам, з’єднаних зв’язками й прогонами: цей крок тримає решту, як хребет.
- Наступні рами — прибудовуються до розкріпленого кроку й з’єднуються прогонами, болти дотягують лише після вивірки.
- Підливка — під опорні плити, коли каркас виставлено вертикально.
- Обшивка — покрівля, стіни, добірні елементи; лише потім ворота й інженерні мережі.
Захист від корозії
Каркас у сухій опалюваній будівлі зазвичай фарбують на заводі: ґрунт з емаллю або порошкова фарба (3–5 і 7–10 років до першої іржі в зовнішніх умовах). Холодні, сільськогосподарські ангари й ті, де стоять машини з парою чи добрива, отримують гарячий цинк (25+ років) — він захищає й внутрішність замкнених профілів. Болти, гайки й шайби мають бути захищені не гірше за конструкцію: чорний болт в оцинкованому вузлі іржавіє першим.
Типові помилки
- Зв’язки викреслили з кошторису — рама стоїть у своїй площині, а ряд рам складається вздовж будівлі.
- Анкери поставлені «на око» — плита не влучає на болти, і на об’єкті починають розробляти отвори різаком.
- Кран підвісили без перерахунку — підкранові балки змінюють схему роботи рами й додають горизонтальні сили.
- Зварювання на об’єкті замість болтів — шов у незручному положенні й без контролю в найнавантаженішому вузлі.
- Утеплення зсередини по холодному профлисту — конденсат у стіні й іржаві патьоки через рік-два.
Як порахувати матеріали: приклад ангара 12×24 м
Будівля прольотом 12 м і довжиною 24 м: п’ять рам із кроком 6 м, колони заввишки 5 м, двосхила покрівля з ригелями по 6,1 м, по шість прогонів на кожному схилі в кожному кроці, три ряди стінових ригелів на поздовжніх стінах, хрестові зв’язки у двох кроках. Це приклад підрахунку маси, а не проєкт: перерізи для конкретного місця підбирає конструктор.
| Елемент | Профіль | Довжина, м | Шт. | кг/м | кг |
|---|---|---|---|---|---|
| Колона | HEA 200 | 5,00 | 10 | 42,3 | 2115,0 |
| Ригель рами | IPE 300 | 6,10 | 10 | 42,2 | 2574,2 |
| Прогін | IPE 120 | 6,00 | 48 | 10,4 | 2995,2 |
| Зв’язок | L 50×50×5 | 8,50 | 8 | 3,77 | 256,4 |
| Стіновий ригель | 100×50×4 | 6,00 | 24 | 8,59 | 1237,0 |
| Разом | 9177,7 | ||||
| Із запасом 5 % | 9637 | ||||
Виходить 9178 кг чистої ваги і 9637 кг із запасом, тобто близько 33 кг сталі на квадратний метр будівлі. Найважчими виявляються не рами, а прогони — тому крок рам і тип прогонів порівнюють по всьому каркасу. Свої позиції, косинки й болти допишіть у калькулятор відомості матеріалів, а прогони й ригелі по 6 м із 12-метрових хлистів розкладе карта розкрою: два шматки по 6000 мм не вмістяться в хлист 12 000 мм при різі 3 мм, тому прогін креслять на кілька міліметрів коротшим.
Що далі
Невелика споруда того ж типу, але на одну-дві машини — це гараж або госпблок: там ті самі питання обшивки й вентиляції, але без розрахункової частини. Ворота в ангар підбирають за отвором — дивіться ворота і хвіртки. Ціна, строки та покриття — у статті як замовляють.
Часті питання
Рама чи ферма?
До 12 м прольоту сперечаються обидві: портальна рама дає чисту стелю без ферм, ферма — менші витрати металу. Далі 12 м ферма виграє майже завжди, бо її висоту можна нарощувати без зростання ваги, а в балки росте весь переріз.
Навіщо потрібні зв’язки?
Рама тримає навантаження у своїй площині, але вздовж будівлі вона не тримає нічого. Зв’язки — хрестові розпірки між рамами — не дають ряду скластися вздовж. Їх викреслюють із кошторису першими, бо «вони ж нічого не несуть», і саме цим закінчується складеним каркасом.
Чи можна повісити кран на каркас?
Можна, якщо каркас рахували під кран заздалегідь. Підкранові балки спираються на консолі колон, і вся схема роботи рами при цьому змінюється: додається горизонтальне навантаження від гальмування візка. Повісити кран на готовий каркас без перерахунку не можна.
Що дешевше — арковий ангар чи каркас?
Арковий дешевший і швидший, але в нього мало корисної висоти біля стін: стелаж до стіни вже не поставити. Для складу це часто вирішальне, тому під зберігання частіше беруть прямі рами, а арку — під техніку й сушіння.
Що таке каркасний ангар?
Будівля, у якій навантаження несе сталевий каркас — ряд рам або колон із фермами, прогони, ригелі стін і зв’язки, — а стіни й покрівля з профнастилу чи сендвіч-панелей лише огороджують і навішені на каркас. Тому обшивку можна замінити, а будівлю подовжити на наступні прольоти. Каркас ангара — конструкція розрахункова: перерізи, зв’язки й фундаменти задає проєкт конструктора.
Скільки металу йде на ангар 12×24 м?
У прикладі на цій сторінці — рама прольотом 12 м, п’ять рам із кроком 6 м, колони HEA 200, ригелі IPE 300, прогони IPE 120, зв’язки та стінові ригелі — виходить близько 9,2 т чистої ваги і близько 9,6 т із запасом, тобто близько 33 кг сталі на м² будівлі. Число змінюється зі снігом, вітром, висотою і краном, тому це приклад підрахунку, а не кошторис.
Який крок рам приймають в ангарі?
Зазвичай 4–6 м. Більший крок — це менше рам і фундаментів, але важчі прогони й стінові ригелі, яким доводиться перекривати відстань між рамами. Остаточний крок обирає конструктор, порівнюючи масу всього каркаса, а не однієї рами.
Оновлено: