Склад с рамами портального типа: когда простота конструкции обманчива 

Вот скажу сразу: когда слышишь ?склад с рамами портального типа?, многие представляют себе что-то элементарное — две стойки, ригель сверху, и всё. Типовая ?рама?. Но именно в этой кажущейся простоте и кроется основная масса ошибок на этапе проектирования и, что чаще, монтажа. Работая с металлоконструкциями, в том числе для ООО Шэньси Чжисинь Тяньхун Металл Мануфэкчуринг, постоянно сталкиваюсь с тем, что заказчики недооценивают важность узловых соединений и распределения нагрузок именно в портальных системах, считая их чем-то второстепенным по сравнению с более сложными каркасами. А зря.

Где ?портальность? действительно выстреливает, а где проседает

Основное преимущество склада с рамами портального типа — это, конечно, свободное внутреннее пространство. Нет колонн по центру, техника маневрирует без проблем. Идеально для логистических хабов или складов с высокими стеллажами. Но тут же и первый подводный камень: чем больше пролет, тем серьезнее нужно считать ригель на прогиб. Видел объекты, где ради экономии металла пускали двутавр меньшего сечения, а потом года через два на кровле появлялся характерный провис — не критично сразу, но для долгосрочной эксплуатации плохо.

Второй момент — это связь с фундаментом. Портальная рама — это по сути жесткая рамная конструкция, и моментные нагрузки в основании — огромные. Если фундамент запроектирован без учета этих распорных усилий, могут пойти трещины. Был у нас случай на одном из ранних объектов: грунты оказались пучинистыми, а анкерные болты заложили по стандартной схеме. После первой же зимы получили легкий перекос. Пришлось усиливать, делать обвязку. Теперь при работе с такими проектами, как те, что ведет ООО Шэньси Чжисинь Тяньхун Металл Мануфэкчуринг, всегда настаиваем на тщательном анализе геологии именно под опорные узлы портала.

И еще о монтаже. Казалось бы, собрал две стойки, положил ригель, прикрутил. Но если нет временных связей до обустройства кровельного настила и связей по фасаду, конструкция — как карточный домик. Особенно при ветровой нагрузке до фиксации. Один подрядчик решил сэкономить время и не ставить распорки, мол, ?и так стоит?. В итоге при порыве ветра целая секция легла ?парусом?. Хорошо, что никто не пострадал, но металл погнуло, пришлось менять.

Узлы — это всё. Болты vs Сварка

Вот на чем действительно ломаются копья в проектах — как соединять элементы портального типа рам. Полная сварка на объекте дает жесткий узел, но требует высочайшей квалификации сварщиков и контроля швов. Плюс — температурные деформации. Болтовые соединения, особенно на фланцах, проще в монтаже, контроль качества визуально проще, но тут встает вопрос стоимости самих фланцев и точности их изготовления.

Мы в большинстве своих проектов, и компания ООО Шэньси Чжисинь Тяньхун Металл Мануфэкчуринг здесь придерживается схожей практики, идем по пути комбинированных решений. Стойки с базовыми плитами — на анкерах, с регулировочными гайками для нивелировки. А вот соединение стойка-ригель часто делаем на болтах, но с предварительно приваренными на заводе консолями или фасонками. Это ускоряет сборку в поле в разы. Главное — чтоб отверстия на монтаже совпали. А для этого нужна прецизионная обработка в цеху, никак иначе.

Запомнился один проект под Казанью, где заказчик требовал максимальной скорости. Сделали все соединения под высокопрочные болты. Привезли на площадку, а там — расхождение в пару миллиметров в некоторых узлах. Пришлось рассверливать на месте, что, конечно, время. Вывод: даже при болтовом варианте всегда нужен запас по ?посадке?, и монтажникам — универсальный разметочный инструмент и хорошие дрели.

Наполнение и обвязка: без чего портал — не склад

Сама по себе рамная конструкция — это только остов. Ее жесткость на поперечные нагрузки (ветер, кран-балки если есть) обеспечивается системой связей и обшивкой. Часто экономят на связях, ставят их реже, чем по расчету. Мол, профнастил и так жесткий. Это ошибка.

Кровельные связи по верхним поясам ригелей — обязательны. Иначе каждая рама работает сама по себе. Фасадные связи (кресты или распорки) между порталами в продольном направлении — тоже must have. Без них склад может сложиться как гармошка. Используем обычно гибкие предварительно напряженные тяжи или уголок, в зависимости от пролета. Для очень высоких складов иногда ставим портальные рамы с дополнительным поясом жесткости — типа подстропильных ферм, но это уже усложнение и удорожание.

И про обшивку. Сэндвич-панели — отлично, они сразу дают и утепление, и жесткость. Но если бюджет ограничен и идет просто профлист, то его крепление должно быть частым, особенно по периметру. Упустишь — будет гулять и греметь на ветру. Видел, как на таком ?экономном? складе через полгода эксплуатации пошли волны на фасаде от ветровой нагрузки. Крепеж был, но шаг слишком большой.

Когда портальные рамы — не лучший выбор (из практики)

При всех плюсах, есть ситуации, где от склада с рамами портального типа лучше отказаться. Например, при очень больших пролетах (свыше 36-40 метров). Ригель становится слишком массивным, дорогим, монтаж его усложняется кранежно. Тут уже выгоднее смотреть в сторону арочных конструкций или рам с промежуточными колоннами.

Или если нужны многоуровневые площадки внутри. Встроить их в портал, не нарушив его работу, — та еще задача. Часто проще и дешевле сделать отдельно стоящие эстакады внутри того же объема.

Был у нас опыт, когда заказчик хотел в существующий портальный склад врезать второй ярус для мелкоштучного хранения. Расчеты показали, что нагрузки на стойки возрастут критически, придется их усиливать накладками, что перекрывало всю экономию от дополнительной площади. В итоге убедили клиента сделать отдельную стеллажную систему, не связанную с основным каркасом. Работа специалистов ООО Шэньси Чжисинь Тяньхун Металл Мануфэкчуринг как раз часто заключается в таких консультациях на стыке проектирования и практики — чтобы не допустить таких дорогостоящих переделок.

В деталях: анкеровка и регулировка

Хочу остановиться на том, на что редко обращают внимание при заказе, но что крайне важно. Базовая плита стойки портальной рамы. Казалось бы, кусок металла с отверстиями. Но ее толщина, ребра жесткости и самое главное — конструкция анкерных стаканов или регулировочных винтов — это 80% успешного монтажа.

Мы давно перешли на систему с двумя парами регулировочных гаек под анкерный болт. Это позволяет, во-первых, точно выставить стойку по вертикали уже после бетонирования, а во-вторых, создать нужный натяг. Раньше использовали обычные анкера и подкладные шайбы разной толщины — морока, долго, неточность.

И еще про бетонирование. Ни в коем случае нельзя заливать анкера сразу ?наглухо? в фундаментный стакан. Всегда оставляем технологический зазор, который потом заливаем безусадочной смесью или уплотняем цементно-песчаным раствором после окончательной выверки каркаса. Иначе любые неточности в положении закладных деталей превращаются в кошмар монтажников.

Вместо заключения: мысль вдогонку

Так что, возвращаясь к началу. Склад с рамами портального типа — это не простая ?коробка?. Это баланс между экономией металла в пролете и затратами на обеспечение жесткости узлов и фундамента. Это история про точный расчет, особенно на устойчивость, и про качественный монтаж, где мелочей не бывает. Часто выигрывает тот проект, где проектировщик, производитель металлоконструкций (как наша компания) и монтажная бригада работают в одной связке, с пониманием, как поведет себя каждая деталь в реальных условиях, а не только в расчетной модели. И да, всегда стоит закладывать небольшой резерв по металлу — жизнь обязательно внесет свои коррективы, будь то желание заказчика повесить дополнительное освещение или смонтировать вентиляцию, о которой изначально не думали.