Металлические ангары — один из самых востребованных типов сооружений для хранения техники, оборудования, сельхозпродукции, организации складских и производственных помещений. Их популярность объясняется скоростью возведения, сравнительной дешевизной и возможностью перекрывать большие пролёты без внутренних опор. При возведении такого ангара часто используют швеллеры — благодаря своей «П»-образной форме они обеспечивают хорошее сочетание жёсткости, удобства сборки и надёжности. Ниже разберём, почему именно швеллеры выбирают для каркаса ангаров, какие узлы они формируют и на что обратить внимание при проектировании.
Основные элементы ангара, где применяются швеллеры
- Каркас (рамная или ферменная система)
- В некоторых конструкциях ангар может быть рамного типа (с главными рамами из швеллеров или двутавров), где швеллеры используют как стойки, ригели, прогоны.
- При ферменной схеме (стропильные фермы) швеллеры могут выступать в роли поясов фермы или раскосов, либо служить вспомогательными несущими балками для кровли.
- Прогоны кровли
- По верхней части рам или ферм обычно идут горизонтальные элементы (прогоны), к которым крепят кровельный настил (профлист, сэндвич-панель). Часто выбирают швеллер 10–12 (или другие номера) для прогона, поскольку он достаточно жёсткий при сравнительно небольшой массе.
- Колонны и стойки
- В небольших ангарах (с умеренными нагрузками) могут ставить вертикальные стойки из швеллеров (вместо двутавров). Это целесообразно, если высота не слишком большая или нагрузки на колонны не критические.
- Если же здание высокое, чаще берут двутавр или сварные коробчатые сечения, но швеллер всё равно может применяться для усиления углов или фахверковых стоек.
- Обвязки и балки перекрытий (если есть мезонин или этаж)
- Иногда внутри ангара делают второй уровень (платформы для офисных помещений, складские антресоли). В таком случае швеллеры применяют как балки перекрытия: выбирают серию (П, Б, В), подходящую по нагрузкам и пролёту.
Почему швеллеры подходят для ангаров
- Хорошая жёсткость при изгибе
- Швеллер в распоряжённой схеме (когда работает вместе со связями) достаточно надёжен, чтобы сопротивляться ветровым и снеговым нагрузкам, которые действуют на кровлю и стены ангара.
- Можно подобрать «номер» (14, 16, 18, 20) и соответствующую серию (лёгкую или усиленную) в зависимости от пролёта и расчётной нагрузки.
- Удобство монтажа
- Металлические ангары обычно собирают на болтах или с помощью сварки. Швеллер с уклоном полок (горячекатаный) или без уклона (гнутый) позволяет относительно легко крепить листы, профнастил, а также соединяться с другими элементами каркаса (уголками, листовыми накладками).
- Если нужно сваривать элементы, толщина стенок швеллера обычно достаточна для надёжных сварных швов.
- Возможность больших пролётов
- Для ангаров нередко нужны пролёты 12–18 метров (или больше). При грамотном расчёте швеллеры (как часть ферм либо ригелей рам) могут обеспечивать перекрытие таких пролётов без промежуточных опор.
- Если нагрузки очень велики, швеллер может использоваться в сдвоенном виде (два швеллера, соединённые «спинками» или «полками») или усиливаться листами, что позволяет перекрывать ещё большие пролёты.
- Стандартизованность и доступность
- Горячекатаные швеллеры выпускаются по ГОСТ (или ДСТУ) в широком диапазоне номеров от 6,5 до 40 (и более). На любом металлобазе их легко найти, что упрощает закупку.
- Гнутые швеллеры также можно заказать под нужный размер, если проектные решения требуют параллельных полок или особых геометрических параметров.
Конструктивные схемы ангара со швеллером
- Ангар с несущими фермами
- Основная несущая система — фермы, сделанные из уголков или труб, к которым крепятся прогоны из швеллера (горизонтальные «балки», идущие по верху фермы, куда крепится кровля).
- Швеллер №12 или №14 (лёгкая серия) может хватить для средних пролётов, если шаг между фермами 3–4 м.
- Ангар рамного типа
- Вертикальные стойки (колонны) и наклонные ригели образуют рамную конструкцию. Швеллер может выступать в качестве ригеля, если расчёты показывают достаточную жёсткость. При больших пролётах (12–15 м) обычно берут швеллер 18–20 серии «В» (усиленная).
- Также в рамном ангаре часто присутствуют горизонтальные и вертикальные связи из швеллеров, чтобы «схватить» всю конструкцию.
- Ангар с облегченными стенами
- Если боковые стены обшивают профнастилом, внутренние вертикальные опоры могут быть из швеллеров небольшого номера. Сверху делают обвязку, тоже из швеллера или уголка, по которой монтируют кровельные фермы.
Как выбрать швеллер для ангара: основные шаги
- Определяем пролёт и нагрузку: Нужно учесть снеговую нагрузку (зависит от региона), ветер (особенно для высотных ангаров), массу кровли (профлист, сэндвич-панели, что именно). Если внутри планируется кран-балка, нагрузка возрастёт дополнительно.
- Делаем (или заказываем) расчёт: Инженер рассчитывает требуемые моменты сопротивления и жёсткость для балок (ригелей, ферм, прогонов). По этим данным ищут в сортаменте (ГОСТ 8240-97 для горячекатаных) или у производителя гнутых профилей, какая серия и «номер» дадут нужную несущую способность.
- Учитываем монтаж:
- Если нужно сваривать на месте — возможно, лучше взять горячекатаный стандартный швеллер. Если важны параллельные полки (для удобного крепления кровельных листов или крепёжных уголков) — возможно, гнутый швеллер предпочтительнее.
- Для больших пролётов может потребоваться «усиленный» вариант (серия «В»), так как «лёгкая» может не хватить по прочности или давать слишком большой прогиб.
- Не забываем про устойчивость: Ангары — это здания с большими парусными поверхностями (ветровая нагрузка). Нужно связевое или рамное решение, чтобы конструкция не «гнулась» под боковым давлением. Швеллеры должны быть достаточной толщины, чтобы не терять локальную устойчивость стенок и полок.
- Защита от коррозии: Внутри ангара, особенно если предполагается хранение влажных материалов, нужно хорошо загрунтовать и покрасить швеллеры. На улице или при агрессивных средах возможно оцинкование или специальные покрытия.
Особые решения при больших нагрузках
- Сдвоенные швеллеры:
- Если одна балка из швеллера определённого номера не выдерживает нагрузку, а менять схему дорого или сложно, можно сдвоить швеллер (два швеллера «спинками» или «полками» вместе), создав фактически «двутавр».
- Это увеличивает момент сопротивления и жёсткость, что пригодно при особенно больших пролётах или точечных тяжёлых нагрузках (кран-балки, тяжёлая кровля).
- Усиление листовыми накладками: В уже существующем ангаре, если хочется повысить грузоподъёмность, можно наварить накладки на стенку или полки швеллера, тем самым увеличив его сечение. Но это добавляет сварочных работ и требует точного расчёта.
- Включение швеллера в ферму: Для длиннопролётных ангаров часто делают фермы (с верхним и нижним поясом из швеллера). Это повышает способность конструкции «переносить» большие расстояния без промежуточных опор.
Пример из практики
- Ангар 12×30 м с высотой в коньке ~6 м
- Каркас рамного типа: колоны (швеллер №18 «средней» или «усиленной» серии), шаг рам 6 м.
- Ригели кровли (швеллер №18 или №20) поддерживают прогоны (швеллер №10–12 или уголок 63×63).
- Если снеговая нагрузка региона высока, могут перейти на №20 «В»-серии для ригелей.
- Все элементы связывают горизонтальными и диагональными связями из уголков или того же швеллера меньшего номера.
- Небольшой ангар 8×12 м (гараж для техники)
- Сводчатая лёгкая ферма или прямой односкатный кровельный каркас. Швеллер №12 в качестве балок или ферм, шаг 2–3 м между балками. Профлист по верху.
- Стойки или угловые колонны тоже могут быть из швеллера №12 (либо прямоугольной трубы, а обвязки — из швеллера №10).
Важные нюансы при монтаже
- Сварка и стыковка:
- Горячекатаный швеллер имеет уклон полок ~8–10%. Если нужно состыковать полки друг с другом, придётся подрезать или использовать прокладки. Гнутый швеллер с параллельными полками проще для узлов «лицом к лицу».
- В фермах и рамах узлы делают чаще на фасонных пластинах, приваривая швеллеры по стенкам.
- Защита от коррозии: Ангары обычно металлические, размещаются на улице, подвержены влаге, температурным перепадам. Антикоррозионное покрытие (грунт+краска или оцинкование) — обязательная мера, чтобы швеллеры не ржавели.
- Связи: Даже если швеллер достаточно жёсткий, металлоконструкция ангара должна иметь вертикальные и горизонтальные связевые элементы, которые могут быть из тонких уголков, полос, более лёгких профилей. Это придаёт пространственную устойчивость всему зданию.
Рекомендации профессионалов
- Делайте расчёт: Не полагайтесь только на «примерный взгляд». Каждый ангар, особенно с большими пролётами, нуждается в инженерном подходе: учёт снеговой зоны, ветра, высоты здания, желаемой схемы опирания и т. д.
- Подбирайте «номер» и серию: Если расчёт показывает, что «лёгкая» серия швеллера №16 может не хватить, не рискуйте; лучше взять более усиленный вариант (например, №16 «В») или вообще перейти на №18. Несколько тысяч гривен/рублей разницы в металле могут сэкономить массу проблем в будущем.
- Продумывайте монтаж: Горячекатаный швеллер на 12 м длины и серьёзной массы (~20–40 кг/м) требует подъёмной техники. Гнутый профиль с меньшей толщиной может быть легче, но следите за жёсткостью при переноске, чтобы не деформировать.
- Позаботьтесь о связях и замкнутых контурах: В ангарном каркасе нередко используют «связевые швеллеры» по верху или по низу для объединения рам. Это упрощает монтаж и повышает пространственную стабильность.
- Регулярный осмотр: После строительства ангара планируйте периодические осмотры узлов, сварных швов, состояния окраски. При обнаружении ржавчины своевременно обрабатывайте, перекрашивайте. Если нагрузка со временем возросла, продумайте усиление (сдваивание или накладки).
Как швеллеры применяются в строительстве металлических ангаров?
Швеллеры — ключевые элементы при возведении металлических ангаров, поскольку:
- Дают достаточную прочность и жёсткость в балках, ригелях, колоннах или прогонах.
- Легко сочетаются с другими прокатными профилями (уголок, двутавр, лист) и кровельными системами (профлист, сэндвич).
- Доступны в разных «номерах» и сериях, что позволяет «подогнать» каркас ангара под конкретную нагрузку, пролёт и высоту.
Главное — учитывать особенности каждого вида швеллера (горячекатаный или гнутый, лёгкая или усиленная серия), правильно рассчитать нагрузки и схему конструкции, а при монтаже обеспечить хорошее связевое решение и антикоррозионную защиту. Тогда ангар с швеллерным каркасом будет надёжным, долговечным и сохранит свои эксплуатационные качества в течение многих лет.