Использование стальных б/у труб в качестве элементов пространственных ферм и каркасов промышленных зданий

Проектирование и возведение каркасов промышленных зданий, складских комплексов, ангаров и логистических центров связано с поиском конструктивных решений, обеспечивающих максимальную жесткость сооружения при минимальной металлоемкости. Применение круглых стальных труб в качестве элементов несущих строительных конструкций (колонн, связей, поясов и решетки пространственных ферм) является одним из наиболее эффективных решений в гражданском и промышленном строительстве.

Трубчатый профиль обладает одинаковым моментом инерции во всех направлениях, что позволяет элементам эффективно сопротивляться продольному изгибу при сжатии и кручении. В целях оптимизации строительного бюджета застройщики часто рассматривают замену нового трубного проката на качественные б/у и лежалые трубы. Использование вторичного металла в несущих каркасах промзданий дает экономию до 40–50% от стоимости материалов, однако налагает на инженера-проектировщика особую ответственность в части расчетов, дефектовки и прохождения экспертизы проекта.

Технико-экономические преимущества круглых труб в каркасах промзданий

По сравнению с традиционным профильным прокатом (двутаврами, швеллерами, спаренными уголками), использование круглых стальных труб в несущих конструкциях дает ряд преимуществ:

• Высокая общая устойчивость при сжатии. Благодаря максимальному радиусу инерции кольцевого сечения, трубчатые элементы при равной площади поперечного сечения имеют меньшую гибкость, чем уголковые или швеллерные профили. Это позволяет уменьшить массу сжатых стержней ферм и колонн на 20–30%.
• Минимальная парусность и аэродинамическое сопротивление. При проектировании высоких открытых эстакад, галерей или каркасов зданий с большими пролетами круглое сечение снижает ветровую нагрузку на сооружение.
• Высокая коррозионная стойкость. Круглая труба имеет наименьшую площадь наружной поверхности на единицу веса по сравнению со сложными профилями (уголок, двутавр). У нее отсутствуют пазухи и замкнутые углы, где может скапливаться влага и агрессивная промышленная пыль. Это упрощает нанесение антикоррозийных грунтов, огнезащитных составов и продлевает срок службы каркаса.

Ограничения и нормативная база (СП 16.13330.2017)

Проектирование стальных каркасов из вторичного проката регламентируется требованиями СП 16.13330.2017 «Стальные конструкции». При повторном использовании труб в конструкциях повышенной ответственности (к которым относятся несущие каркасы зданий) действуют жесткие ограничения:

Учет усталости металла и марок стали

В качестве элементов ферм и колонн допускается использовать только б/у трубы из-под магистрального газа или чистого пара высокого давления. Такие трубы изначально изготавливаются из высококачественных низколегированных сталей (17Г1С, 09Г2С) или качественных углеродистых сталей (Ст20, Ст3сп), соответствующих требованиям СНиП по пределу текучести, относительному удлинению и ударной вязкости при отрицательных температурах.

Категорически запрещено использовать трубы из-под нефтепродуктов (из-за невозможности качественной сварки загрязненного металла) и старых систем горячего водоснабжения (из-за скрытой внутренней язвенной коррозии и усталостной деградации структуры стали).

Фактические характеристики сечения

При расчете прочности и устойчивости элементов проектировщик не имеет права использовать номинальные геометрические параметры труб по ГОСТу. Расчетная площадь сечения и момент сопротивления должны приниматься на основе фактических замеров ультразвуковым толщиномером с учетом минусового допуска на коррозионный износ. Допустимый общий износ стенки трубы для несущих ферм не должен превышать 5%.

Контроль геометрии и прямолинейности

Для элементов пространственных ферм прямолинейность продольной оси критична. Наличие малейшей кривизны стержня (прогиба) создает начальный эксцентриситет приложения сжимающей нагрузки, что резко снижает критическую силу потери устойчивости стержня. Допускаемая стрела прогиба восстановленной трубы — не более 1 мм на погонный метр длины. Эллипсность торцов ограничивается пределами 1% для исключения перекосов в узлах сопряжения.

Особенности конструирования узлов трубчатых ферм

Изготовление пространственных ферм из круглых б/у труб требует высокой точности раскроя и качественного выполнения сварочных работ:

• Узлы бесфасоночного сопряжения (рыбки). В современных трубчатых фермах элементы решетки (раскосы и стойки) привариваются непосредственно к поясам фермы без использования промежуточных фасонок (листового металла). Для этого торцы элементов решетки должны быть обрезаны по сложной криволинейной траектории (линии пересечения цилиндрических поверхностей). Такую зарезку выполняют на прецизионных станках фигурной плазменной резки на производственной базе.
• Качество сварных швов. При бесфасоночном соединении сварной шов является фигурно-пространственным и испытывает сложные напряжения. Сварка должна выполняться аттестованными специалистами с обязательным контролем ультразвуковым методом (УЗК) на 100% длины швов в растянутых элементах и узлах.
• Герметизация внутренних полостей. Все торцы труб, выходящие наружу или в узлы, должны быть заглушены приварными стальными пластинами (пятаками). Герметизация внутренней полости трубы полностью останавливает внутреннюю коррозию металла, так как объем кислорода внутри замкнутого пространства ограничен.

Рекомендации по подбору сортамента под элементы каркаса

• Диаметры 114 – 219 мм (стенка 6–10 мм). Оптимальный диапазон для изготовления элементов решетки (раскосов, стоек) ферм пролетом от 18 до 36 метров, а также для устройства вертикальных и горизонтальных связей между колоннами каркаса.
• Диаметры 273 – 426 мм (стенка 8–12 мм). Применяются для изготовления верхних (сжатых) и нижних (растянутых) поясов подстропильных и стропильных ферм, несущих прогонов покрытий, а также в качестве колонн бескрановых ангаров легкой серии.
• Диаметры 530 – 820 мм (стенка 10–14 мм). Используются в качестве основных несущих колонн промышленных цехов (в том числе под крановые нагрузки), пилонов, опор технологических эстакад и промышленных галерей.

Поставки технически подготовленного трубного проката для несущих конструкций

Компания «ТрансломМаркет» осуществляет регулярный подбор и промышленную подготовку б/у и лежалых стальных труб, соответствующих жестким регламентам для использования в несущих строительных металлоконструкциях и пространственных фермах промзданий.
Наш производственный комплекс обеспечивает:

• Отбор прямошовных и бесшовных газовых труб из сталей 09Г2С, Ст20 и 17Г1С с гарантированной свариваемостью и высоким запасом прочности.
• Комплексную инструментальную дефектовку: ультразвуковую толщинометрию стенок, контроль соосности и эллипсности торцов на соответствие строительным допускам.
• Услуги прецизионной механической подготовки: пескоструйную очистку поверхностей от ржавчины до степени Sa 2.5 (необходима для качественной адгезии последующих огнезащитных и антикоррозийных составов), торцовку под 90 градусов и нарезку фасок на тяжелых станках.

Продукция отгружается с полным пакетом документов, включая акты технического освидетельствования, результаты неразрушающего контроля и паспорта качества на восстановленный прокат, необходимые для прохождения государственной или негосударственной экспертизы проектной документации.

Чтобы получить актуальный прайс-лист, уточнить наличие нужного сортамента (от 114 до 1620 мм) на наших складах в Москве и регионах или отправить чертежи КМ/КМД на просчет заготовок, перейдите в наш каталог б/у труб или воспользуйтесь формой заявки на консультацию со специалистами инженерно-технического отдела компании.