Что такое стальная портальная рама? Этот вопрос часто приходит на ум, когда вы смотрите на большие склады, фабрики или фермерские сараи. На самом деле, стальная портальная рама - одна из наиболее широко используемых сегодня строительных систем. Ее популярность обусловлена возможностью создавать широкие, свободные пространства без использования внутренних колонн.
Другими словами, стальные портальные рамы дают предприятиям и строителям свободу использовать пространство по своему усмотрению. Но если вы новичок в этих стальных рамах, вы должны знать, что они собой представляют и как работают. Поэтому в этой статье я расскажу все о стальных портальных рамах, включая их типы и компоненты. Так что давайте приступим!
Что такое стальная портальная рама?
Стальная портальная рама - это конструктивная система, состоящая из стальных колонн и стальных стропил. Стальная портальная рама получила свое название благодаря форме, которую она создает. Когда две вертикальные колонны и два наклонных стропила соединяются, конструкция напоминает большой дверной проем или “портал”.”
Отличительной особенностью стальной портальной рамы является ее способность создавать большие свободные пролеты. Это означает, что вы получаете большую открытую площадь внутри здания без колонн, загораживающих пространство. По этой причине портальные рамы обычно используются на складах, заводах и в фермерских сараях. Помимо прочности, стальные портальные рамы также быстро строятся и экономически эффективны. Как?
Большинство деталей изготавливаются на заводах и доставляются на стройплощадку. После этого вам остается только собрать эти детали на месте с помощью гаек и болтов. Это ускоряет строительство, снижает трудозатраты и помогает начать бизнес раньше. Именно поэтому стальные портальные рамы стали популярным выбором для многих строительных систем по всему миру.
Основные компоненты стальной портальной рамы
Стальная портальная рама - это очень устойчивая, долговечная и прочная строительная конструкция. Чтобы обеспечить все это, она состоит из нескольких ключевых компонентов. Давайте обсудим основные части стальной портальной рамы, которые образуют стальная конструкция здания.
- Колонки: Это вертикальные стальные элементы с каждой стороны здания. Они поддерживают стропила крыши и передают нагрузку на фундамент.
- Стропила: Стропила - это наклонные балки, образующие крышу. Они соединяются в верхней части и образуют угол наклона крыши, или скат.
- Подмышки: Подкосы - это утолщенные или усиленные участки. Они находятся в месте соединения стропила и колонны, воспринимают изгибающие усилия и усиливают каркас.
- Апекс: Вершина - это верхняя центральная точка каркаса, где сходятся два стропила. Это место, где левое и правое стропило соединяются вместе, образуя верхний угол здания.
- Шкурки: Стропила - это горизонтальные стальные элементы, установленные поперек стропил. Эта часть поддерживает кровельные листы и передает нагрузку на основную раму.
- Гиртс: Прогоны - это вытянутые горизонтальные стальные элементы, прикрепленные к колоннам. Их основная задача - поддерживать стеновые панели здания.
Как строится стальная портальная рама: Пошаговый процесс
Построить стальную портальную раму не так просто, как кажется. Она воплощается в жизнь через ряд организованных шагов. Чтобы прояснить ситуацию, давайте рассмотрим, как строится стальная портальная рама, шаг за шагом.
1 - Подготовьте площадку и постройте фундамент
Первым шагом в строительстве стальной портальной рамы является подготовка строительной площадки и возведение прочного фундамента. Правильный фундамент имеет решающее значение, поскольку он поддерживает весь вес стальной рамы. Поэтому подготовка площадки начинается с расчистки ее от деревьев, камней, мусора и любых других препятствий. Затем землю выравнивают и уплотняют, чтобы равномерно распределить вес.
Иногда для получения ровного и прочного основания добавляется или удаляется дополнительная почва. После того как площадка готова, следующей задачей является строительство фундамента. Для стальных портальных рам фундамент, как правило, железобетонный. Интересно, что бетон сам по себе прочен на сжатие. В сочетании со стальной арматурой он становится еще прочнее.
При строительстве фундамента в бетон закладываются анкерные болты. Эти болты прочно удерживают стальные колонны на месте. Однако при установке этих болтов я рекомендую тщательно измерять их положение. Даже небольшая ошибка может затруднить последующее возведение колонн и нарушить устойчивость здания. После того как фундамент заложен и бетон затвердел, он становится прочной платформой для установки стальных колонн.
2- Установите стальные колонны
После того как фундамент готов и полностью затвердел, наступает черед установки стальные колонны. Эти вертикальные колонны являются основой здания с портальной рамой. Почему? Они выдерживают весь вес крыши и надежно передают нагрузку на фундамент. Чтобы установить стальные колонны, их сначала аккуратно поднимают кранами.
Они точно устанавливаются поверх анкерных болтов, которые вы ранее установили в фундамент. Здесь очень важна точность, так как даже незначительное смещение может повлиять на сборку всей стальной портальной рамы. Поэтому используйте измерительные ленты и отвесы, чтобы убедиться, что каждая колонна стоит идеально вертикально. Когда колонны установлены, их временно поддерживают с помощью стоек или скоб.
Это делается для проверки выравнивания перед постоянной сваркой. После проверки выравнивания колонны прикручиваются или привариваются к анкерным болтам фундамента. На этом этапе рабочие также проверяют, чтобы расстояние между колоннами соответствовало проектным требованиям.
3- Соберите и поднимите стропила
После того как стальные колонны прочно установлены, наступает черед монтажа и подъема стропил. Стропила располагаются горизонтально или под небольшим углом стальные балки которые соединяют вершины колонн. Эти стропила фактически создают портальную конструкцию крыши из стальных рам. Как правило, стропила предварительно изготавливаются на заводе.
Это означает, что они вырезаются, формируются и сверлятся еще до прибытия на строительную площадку. На месте рабочим остается только уложить стропильные секции на землю и соединить их с помощью болтов или сварки. Сварка придает законченную форму стропилам каждой рамы. После сборки стропил на земле краны поднимают их на колонны.
Здесь стропила должны идеально совпадать с вершинами колонн и вершиной. После того как стропила правильно выровнены, для их фиксации используются временные опоры и страховочные канаты. После этого они крепятся к колоннам болтами и шурупами. Однако это соединение между стропилом и колонной должно быть очень жестким, чтобы противостоять изгибу и вращению.
4 - Добавьте кронштейны, стойки и прогоны
После того как основная портальная рама (колонны и стропила) собрана, следующим шагом будет добавление ригелей, обрешетки и балок. Эти элементы, по сути, делают здание прочным, устойчивым и готовым к креплению крыши и стеновых панелей. Итак, сначала добавляются крепления. Крепления состоят из диагональных или горизонтальных стальных элементов, которые соединяют колонны и стропила.
Его основная задача - предотвратить раскачивание или скручивание каркаса под действием ветра или других сил. В основном используются два типа креплений. Первый - это кровельные крепления, устанавливаемые вдоль стропил. Второй тип креплений - стеновые, соединяющие колонны по всей длине здания. После установки креплений наступает время монтажа обрешетки. Шкурки это горизонтальные стальные элементы, проходящие через стропила.
Они служат опорой для кровельных листов и равномерно распределяют нагрузку на основной каркас. После обрешетки устанавливаются прогоны. Прогоны похожи на обрешетку, но они устанавливаются на колонны для поддержки стен. К прогонам крепятся стеновые панели или облицовка, которые помогают стенам оставаться прямыми и прочными. Прогоны также передают ветровую нагрузку от стеновых панелей обратно на основной стальной каркас. Благодаря этому здание остается устойчивым даже при сильном ветре.
5- Установите крышу и стеновые панели
Последний шаг в строительстве стальной портальной рамы - установка крыши и стеновых панелей. Этот шаг направлен на защиту стальной портальной рамы. Кровельные листы включают в себя изоляцию, водонепроницаемые слои, защиту от снега и перепадов температуры. Все зависит от того, что вам нужно. Сначала кровельные листы крепятся к обрешетке, которую вы установили на предыдущем этапе.
При креплении кровельных листов следите за отсутствием зазоров, правильностью нахлестов и надежностью всех креплений. После установки кровельных листов к прогонам вдоль колонн крепятся стеновые листы. Это металлические панели, которые закрывают боковые стороны здания. Стеновые листы крепятся к прогонам (горизонтальным опорам на колоннах).
Они должны быть правильно выстроены и плотно закреплены, чтобы не отклеились. Если зданию нужны двери, окна или вентиляционные отверстия, их добавляют во время установки стеновых листов. Когда все листы крыши и стен установлены, здание становится полностью закрытым и функциональным. На этом этапе выполняются все окончательные настройки, герметизация и завершающие штрихи. После завершения этого этапа здание на основе стальной портальной рамы готово к эксплуатации.
Типы стальных портальных рам
Стальные портальные рамы не все одинаковы; они очень разнообразны. В зависимости от дизайна, формы и размера крыши существует несколько типов стальных портальных рам. Каждый из них предназначен для удовлетворения конкретных потребностей. Итак, давайте разберемся в основных типах стальных портальных рам.
1- Однопролетная портальная рама
Однопролетная портальная рама - это самый простой тип стальной портальной рамы. Она состоит из одной сплошной рамы, проходящей по всей ширине здания. Это означает, что однопролетные портальные рамы не содержат внутренних колонн. Благодаря этому внутри здания образуется большое открытое пространство, которое идеально подходит для хранения и перемещения.
Основная конструкция однопролетного портала состоит из двух вертикальных колонн и двух наклонных стропил. Стропила и колонны соединяются в верхней части жестким шарниром, образуя характерную форму портала. Однопролетные портальные рамы часто используются для небольших и средних зданий. Они очень экономичны, поскольку требуется меньше материалов, а строительство идет быстрее.
2- Многопролетная портальная рама
Многопролетная портальная рама - это тип стальной портальной рамы, которая имеет более одного пролета. Это означает, что она включает внутренние колонны для поддержки крыши на больших расстояниях. В отличие от однопролетной рамы, многопролетные рамы делят здание на секции. Основная рама многопролетного портала состоит из нескольких портальных рам, соединенных между собой.
Для поддержки стропил имеются внутренние колонны. Эти внутренние колонны укрепляют конструкцию и позволяют ей выдерживать более тяжелые нагрузки. Именно поэтому их используют на крупных заводах, промышленных предприятиях, складах и в авиационных ангарах. Несомненно, многопролетные портальные рамы требуют больше материалов и времени на строительство. Однако благодаря большей прочности они незаменимы для несущих зданий.
3- Монопрофильная портальная рама
Односкатная портальная рама - это еще один тип стальной портальной рамы, в которой крыша имеет только один скат. Как вы знаете, в вышеупомянутых стальных портальных рамах обычно имеется два наклонных стропила. Но в односкатных рамах крыша имеет только один наклон. Это означает, что крыша поднимается от одной стороны здания к другой, создавая крышу в стиле lean-to.
Этот единый уклон позволяет легко отводить дождевую воду и снег. Каким образом? Вода естественным образом стекает с верхней стороны крыши на нижнюю. Именно поэтому односкатные портальные рамы используются для пристроек, навесов или сараев. Кроме того, несмотря на наличие одного ската, каркас остается прочным благодаря жестким соединениям стропил.
4- Коническая портальная рама
Коническая портальная рама - это рама, в которой колонны имеют наклон или конусность. Это означает, что они не идеально вертикальны. Колонны слегка наклоняются наружу или внутрь, а стропила соответствующим образом подгоняются, образуя прочную, жесткую раму. Такая конструкция создает эстетичный, современный вид, а также повышает эффективность конструкции.
Таким образом, конические портальные рамы часто используются в больших промышленных и выставочных залах, где внешний вид имеет большее значение. Помимо эстетической точки зрения, наклонные колонны могут выдерживать более высокие нагрузки благодаря внутренним колоннам. Эти колонны меньше по количеству, что обеспечивает больше пространства для хранения и перемещения, оставаясь при этом прочными.
5- Изогнутая стропильная портальная рама
Некоторые стальные портальные рамы имеют не прямые, а изогнутые крыши. Такой тип называется изогнутой или носовой портальной рамой. В этом типе стропила образуют пологую арку, а колонны могут оставаться прямыми. Изгиб придает зданию современный вид и помогает ему лучше противостоять ветру и снегу.
Дождевая вода и снег естественным образом сползают с крыши, а не задерживаются на ней. Это снижает вес и давление на крышу, помогая каркасу служить дольше и делая его более безопасным. Арка также дает больше пространства для головы в центре, что полезно для высоких машин, автомобилей или больших складских стеллажей.
Преимущества и недостатки стальных портальных рам
Как я уже говорил выше, стальные портальные рамы широко используются. Однако, как и любая другая строительная система, они имеют как преимущества, так и недостатки. Прежде чем принять окончательное решение об их выборе, ознакомьтесь с плюсами и минусами стальной портальной рамы.
| Преимущества | Недостатки |
|---|---|
| Широкие, прозрачные пролеты | Высокая первоначальная стоимость |
| Прочный и долговечный | Проблемы с температурой стали |
| Быстрое строительство | Подвержены коррозии |
| Экономически эффективная долгосрочная перспектива | Требуется квалифицированная рабочая сила/оборудование |
| Гибкая конструкция | Ограниченное архитектурное разнообразие |
| Не требует особого ухода (с покрытием) | Требуется правильное основание |
Заключение
Стальные портальные рамы - одна из самых популярных и надежных строительных систем, используемых сегодня. Они представляют собой прочные и устойчивые конструкции, которые могут охватывать большие открытые пространства без внутренних колонн. Свободное, открытое внутреннее пространство обеспечивает гибкость для хранения и различных видов деятельности. Именно поэтому такие стальные рамы - идеальный выбор для складов, заводов, мастерских, ангаров.
Что еще делает стальные портальные рамы особенными, так это их универсальность. Эти стальные рамы бывают различных типов, о которых мы расскажем в этой статье. Все эти типы имеют специфические конструкции, отвечающие потребностям конкретных проектов. Кроме того, стальные портальные рамы экономически выгодны. Большинство их компонентов являются сборными. Это ускоряет строительство и снижает трудозатраты.