Металеві конструкції, або металоконструкції (скорочено МК) – це конструкції, які виконують опорну (несучу) роль в різноманітних будівлях цивільного і промислового призначення і є їхнім каркасом. Здебільшого металоконструкції виготовляють зі сталі. Будівництво та монтаж металоконструкцій – майже тотожні поняття, коли йдеться про зведення будівлі з суцільнометалевим каркасом.
Монтаж металоконструкцій – серце будівництва: міцний остов будівлі – головна гарантія того, що вона без проблем простоїть десятиліття і виправдає всі витрати. Що ж до монтажу промислових металоконструкцій, то немає перебільшення у твердженні, що вся промисловість планети тримається на ньому. Монтаж великих елементів з металу і монтаж дрібних металоконструкцій, що складають собою опори різних машин і механізмів, і утворюють ту вражаючу своїм різноманіттям панораму корпусів, веж, колон і щогл, яку являють очам сучасні заводи і фабрики.
Каркас, або остов, будови, що утворюють плоскі рами, це зазвичай стовпи, з'єднані металевими фермами, утворюючи з ними разом несучий кістяк будівлі. Єдність колон (вертикаль) і ферм (горизонталь) являє собою рами з жорсткими вставками і міжповерховими перекриттями, якщо монтується будівля в два і більше поверхи.
Таким чином, міцність всієї конструкції досягається потужною системою зв'язків, що надає будові стійкість впливів коливань. Всі конструктивні елементи, які утворюють каркас – вироби сталевого прокату, несучі можливості яких визначаються розмірами будівлі, його призначенням і навантаженням.
Число типів металоконструкцій визначається різноманітністю типів споруд, що створюються на їх несучої основі. Основні типи такі:
● Легкі металоконструкції – виготовляються з кольорових металів і сплавів на їхній основі. Спектр їхнього застосування величезний: це споруди всіх типів – від промислових будівель до адміністративних, господарських та цивільних. На відміну від залізобетону, основою якого також є металоконструкції, вони набагато легше, а технології виробництва налагоджені настільки, що кількість споруд на їхній основі стрімко зростає. Легкість цих конструкцій не заважає їм мати досить значну несучу здатністю. Міцність і надійність – ось якості, які зробили їх незамінними в будівництві, про яку б з сфер його не йшлося;
● Металоконструкції для швидкомонтованих будівель. Це елементні модулі, що збираються на заводі-виробнику за принципом простого дитячого конструктора за допомогою спеціальних болтів або зварювання. Далі їх доставляють на будмайданчик, де збирають цілісну будівлю за тим же модульно-блоковим принципом. Такий в цілому монтаж металоконструкцій будівлі. Перевагою швидкомонтованих металоконструкцій є можливість економити величезні кошти і значний час завдяки швидкості монтажу і низьким трудовитратам. Саме на основі таких конструкцій в наші дні зводяться ангари і експозиційні павільйони, вантажні термінали і криті склади;
● Металоконструкції будівельні. До них відносяться деталі сходів і перил, двері, ворота і багато іншого, що використовується для зведення будівель, перш за все, непромислового характеру;
● Ковані вироби. У цій категорії виробів відносяться всі металоконструкції, одержувані методом кування: огорожі і ворота, альтанки, балконні огорожі, навіси та ін. До складу таких виробів нерідко входять декоративні елементи у вигляді вензелів, повторюваних і одиночних візерунків тощо;
● Технологічні металоконструкції призначені для монтажу промислового, сільськогосподарського та іншого технологічного обладнання. У число його елементів входять конструкції опорного типу (колони, підпірки, балки), резервуари і такі складові елементи, як сходи, майданчики обслуговування, підйомники та ін.
Технологія монтажу металоконструкцій
До числа основних етапів монтажу промислових металоконструкцій відносяться:
● Технологічна оцінка місця передбачуваного будівництва. Перед початком будівництва необхідно ознайомитися з властивостями ґрунтів в цьому місці (зокрема, чи не є вони пливучими), вивчити їхню усадку, а також факторний склад середовища, якому належить впливати на майбутню металеву споруду. Крім того, необхідно взяти до уваги і вимоги до основного матеріалу металоконструкцій: його антикорозійні властивості, здатність протистояти впливу вітру, пилу, вологи, кислот, високих і низьких температур тощо. Інакше кажучи, перш ніж побудувати в певному місці будівлю, необхідно скласти його індивідуальний портрет і співставити його з портретом середовища, щоб зрозуміти, наскільки комфортним для його конструкції буде перебування там;
● Проєктування металоконструкцій. На цій стадії складається техзавдання (ТЗ) на їхнє виготовлення. Далі документ узгоджується з Замовником, за підсумками чого складається проєктна документація – креслення металоконструкцій з необхідними поясненнями.
Крім того, окремий проєкт складається для виробничого процесу виготовлення металоконструкцій, що містить відомості поетапного монтажу, монтажні схеми будівлі і її елементів, креслення тимчасових опорних елементів, допоміжних пристроїв, оснастки та ін. По завершенні проєкт виробництва монтажних робіт узгоджується з замовником;
● Виготовлення металоконструкцій. Спочатку за кресленнями і технологічними інструкціями виготовляються необхідні деталі. Потім з них збирають металоконструкції, які відразу випробовують на міцність. Далі виконують контрольне збирання. Елементи металоконструкцій зачищують, ґрунтують і фарбують. Підсумковою ланкою є маркування і складування отриманих деталей.
До етапу монтажу металоконструкцій будівлі входять підготовчий і основний процеси. Перший складається з транспортування, сортування по черговості використання і збільшення збірки. Другий – підготовка конструкцій до монтажу, їхня установка і примірочне закріплення. Далі стики і шви елементів роблять монолітними, конструкція застигає і приймає підсумковий вигляд – монтаж завершено.
Звичайно монтаж металоконструкцій має два етапи:
● Спочатку монтуються підземні елементи споруди (фундамент, комунікації);
● Потім виконується монтаж елементів надземних (опорний остов споруди, навісні елементи, перегородки тощо).
З'єднання елементів каркасу може бути болтовим або звареним. Огороджувальні конструкції стін і покрівлі формуються з сендвіч-панелей або полистовим складанням, і встановлюються з зовнішнього боку каркаса на прогони. Кріплення до прогонів виконується болтами-саморізами.
Така технологія створення швидкомонтованих будівель, до числа переваг яких відносяться міцність і легкість конструкцій, хороша термоізоляція, простота монтажу і заміни конструктивних елементів і, нарешті, невисокі витрати матеріальних ресурсів і людської праці.
У нашому короткому оповіданні ми торкнулися теми монтажу металоконструкцій будівлі, а саме великих - несучих - конструктивних елементів. Монтаж дрібних металоконструкцій має свої особливості: в будівлях їхня функція часто відмінна від каркасної.
Саме її своєрідність і визначає особливість монтажу дрібних металоконструкцій в кожному конкретному випадку як відповідь на прості запитання: де і для чого?