Трубчатые фермы

Когда слышишь 'трубчатые фермы', первое, что приходит в голову — обычные сварные каркасы. Но на деле разница как между велосипедом и спорткаром. Многие заказчики до сих пор путают их с профильными фермами, а потом удивляются, почему расчёт нагрузок показывает трёхкратный запас прочности. В нашей практике ООО Шэньси Чжисинь Тяньхун Металл Мануфэкчуринг был случай, когда пришлось переделывать целый складской комплекс — проектировщик изначально заложил швеллер вместо круглых труб, и под снеговой нагрузкой конструкция начала 'играть' как гармошка.

Почему трубчатые сечения — это не просто мода

Запомнил один объект в пригороде Сианя — делали навес для логистического терминала. Заказчик требовал уменьшить количество опор, но сохранить пролёт 24 метра. Пришлось комбинировать трубы разного диаметра: основные пояса из 219-й трубы с толщиной стенки 10 мм, решётку из 89-й. Стыковку вели под разными углами — здесь обычный сварочник бы не справился, только CNC-оборудование позволяло выдерживать точность скосов.

Кстати, о толщине стенки. Частая ошибка — брать трубы 'с запасом'. Для ферм длиной до 30 мм идеально подходит 8-12 мм, но не 16, как любят некоторые подрядчики. Лишний вес не только удорожает конструкцию, но и создаёт дополнительные нагрузки на фундамент. Как-то раз получили проект с указанием трубы 325×16 — пересчитали и заменили на 299×12 с добавлением диагональных связей. Экономия для клиента — почти 40 тонн металла.

Антикоррозийная обработка — отдельная тема. Горячее цинкование для трубчатых ферм не всегда оптимально: при сложной геометрии могут остаться непрокрашенные зоны в узлах. Мы в zxth.ru отработали технологию дробеструйной очистки с последующим нанесением трёхслойного покрытия. Особенно критично для мостовых переходов — там, где скапливается влага между поясом и раскосом.

Монтажные тонкости, о которых не пишут в учебниках

Собрать ферму на земле — полдела. Поднимать её краном нужно с ювелирной точностью. Помним, как на объекте в Янлине чуть не погнули 18-метровую конструкцию — строповку сделали без учёта центра тяжести. Хорошо, мастер вовремя заметил перекос в 15 градусов. Теперь всегда используем расчётные точки крепления, которые закладываем ещё в проекте.

Температурные швы — больное место. При монтаже торгового центра в Шэньси пришлось демонтировать уже установленные фермы из-за неправильно рассчитанных зазоров. Летом металл 'поплыл', кровля начала проседать. Пришлось добавлять компенсаторы — дорого, но дешевле, чем переделывать всю крышу.

Стыковка на болтах против сварки — вечный спор. Для быстровозводимых зданий предпочитаем комбинированный метод: основные узлы варим на производстве, а полевые соединения — на высокопрочных болтах. Так и контроль качества проще, и монтаж ускоряется. На последнем объекте — цех для пищевого производства — таким способом собрали 42 фермы за 9 дней вместо плановых 14.

Геометрия против бюджета

Чем сложнее форма фермы, тем выше стоимость. Но иногда простая треугольная решётка обходится дороже арочной — из-за перерасхода материала. Один архитектор предлагал сделать плоские фермы для атриума, мы доказали, что полигональные конструкции сэкономят 15% металла без потери прочности. Клиент из Шэньси сначала сомневался, но после тестовых расчётов согласился.

Оптимальный угол между раскосами — 45 градусов, это знают все. Но при больших пролётах лучше уменьшать до 30-35, чтобы снизить нагрузку на узлы. Проверяли на мостовом переходе через автостраду — фермы длиной 36 метров с острыми углами показали на 23% меньше деформации при ветровой нагрузке.

Кстати, о ветре. Для высотных конструкций считаем не только статические, но и динамические нагрузки. Как-то разрабатывали мачту освещения стадиона — трубчатые фермы крепились к центральному стволу. Пришлось добавлять гасители колебаний, хотя изначально в проекте их не было. Сейчас эта информация есть на нашем сайте в разделе про металлоконструкции — чтобы клиенты понимали, за что платят.

Ошибки, которые лучше не повторять

Самая грубая — экономия на материалах. Подрядчик купил трубы без сертификатов, решив, что 'внешне нормальные'. Через полгода в сварных швах пошли трещины — химический состав не соответствовал ГОСТ. Пришлось усиливать конструкции дополнительными накладками, что обошлось дороже первоначальной экономии.

Недооценка монтажных отверстий — бич многих проектов. Как-то пришлось высверливать новые прямо на объекте, потому что проектировщик не учёл толщину фланцев. Теперь всегда делаем 3D-модели всех соединений перед запуском в производство. Наше производство в Янлине как раз заточено под такие задачи — есть отдел контроля, который проверяет каждую партию отверстий по шаблонам.

Игнорирование температурного режима сварки. Зимой при -15°C варили без подогрева — швы получились хрупкими. При нагрузке в 60% от расчётной пошла трещина от края к центру. Теперь строго соблюдаем технологию: предварительный нагрев до +120°C даже для простых конструкций.

Перспективы и ограничения

Сейчас активно внедряем фермы с переменным сечением труб — утолщение в зонах максимальных напряжений позволяет снизить общий вес на 10-12%. Но это требует перестройки всего технологического процесса — от резки до сварки. Не каждый завод готов к таким изменениям.

Композитные материалы — интересное направление, но пока для массового строительства не подходят. Экспериментировали с стеклопластиковыми трубами для ферм малых пролётов — проблемы с креплением элементов. Хотя для агрессивных сред вариант перспективный.

В ближайшие годы вижу тенденцию к унификации узлов. Мы в ООО Шэньси Чжисинь Тяньхун Металл Мануфэкчуринг уже разработали типовые решения для пролётов 12, 18 и 24 метра — это ускоряет проектирование на 30%. Но каждый раз приходится объяснять клиентам, что индивидуальный расчёт всё равно необходим — ветровые и снеговые нагрузки ведь разные даже в соседних регионах.

Главное — не гнаться за дешёвыми решениями. Надёжная трубчатая ферма стоит своих денег, а её замена обойдётся в разы дороже. Как показывает практика, лучше один раз сделать по уму, чем потом латать конструкцию каждые два года.