Металлоконструкции: что это такое, виды, применение и цены

Металлоконструкции (МК) — это несущие и ограждающие строительные конструкции, собранные из стального проката (профильной трубы, двутавра, швеллера, уголка, листа) и соединённые между собой сваркой, болтами или заклёпками. Они образуют каркас здания или отдельное изделие — навес, ангар, лестницу, ограждение, площадку — и воспринимают все нагрузки: собственный вес, снег, ветер, вес оборудования и людей. От дерева и бетона сталь отличается высокой прочностью при малом весе, скоростью монтажа и заводской точностью: изделие изготавливают в цехе по чертежам, а на площадке его только собирают. В Москве и Московской области металлоконструкции рассчитывают по СП 16.13330.2017 и СП 20.13330.2016, изготавливают по ГОСТ 23118-2019, а цены начинаются от 160 ₽ за килограмм под ключ для каркасов (работа на вашем металле — от 64 000 ₽ за тонну) и от 8 400 ₽/м² для навесов под ключ.

Что такое металлоконструкции

Стальная строительная конструкция — это изделие или сооружение, элементы которого выполнены из стального проката и труб и соединены сваркой, болтами или заклёпками для восприятия и передачи нагрузок. Такое определение закреплено в ГОСТ 23118-2019 «Конструкции стальные строительные. Общие технические требования» — головном стандарте, который задаёт требования к материалам, изготовлению, сварке, точности геометрии, антикоррозийной защите и приёмке. Именно по нему завод отвечает за то, что конструкция соответствует проекту и выдержит расчётные нагрузки в течение всего срока службы.

Ключевое отличие металлоконструкции от «просто сваренного из железа» — в том, что за ней стоит расчёт. Инженер собирает нагрузки, подбирает сечения элементов с проверкой на прочность, устойчивость и прогиб, задаёт тип и катет сварных швов, узлы сопряжений и марки стали. Дальше конструкцию делят на отправочные марки (элементы, которые физически везут на объект), выпускают чертежи КМД и изготавливают в цехе. Поэтому у грамотной МК есть паспорт качества, спецификация металла и масса, посчитанная до килограмма, — а не «на глаз».

Почему выбирают именно металл. Сталь даёт максимальную прочность на единицу веса, поэтому металлоконструкция при равной несущей способности легче железобетона — меньше нагрузка на фундамент и дешевле основание. Изделие делают в цехе с заводской точностью и привозят готовым, а на площадке узлы просто собирают на болтах или сварке — монтаж каркаса идёт неделями, а не месяцами, и не зависит от «мокрых» процессов и погоды. Конструкцию можно усилить, разобрать, перенести или нарастить пролёт, а по окончании срока службы металл идёт во вторичную переработку почти полностью. Минус у стали один — коррозия, и его закрывают антикором: грунт-эмалью или горячим цинкованием.

Виды металлоконструкций

По функции в здании металлоконструкции делят на три группы: несущие (держат нагрузки), ограждающие (отделяют объём и держат обшивку) и технологические, или вспомогательные (обеспечивают эксплуатацию — доступ, крепление, обслуживание). Одно и то же сооружение обычно сочетает все три: у ангара несущий каркас из колонн и ферм, ограждающие прогоны под сэндвич-панели и технологические лестницы с площадками.

Каркасы зданий

Каркас — пространственная система из колонн, балок, ферм и связей, на которой держится всё здание. Металлокаркас применяют для складов, производственных цехов, торговых и офисных зданий, а в частном секторе — для бань, беседок, бытовок, веранд и мансард. Мы изготавливаем каркасы из профильной трубы, двутавра, швеллера и уголка по чертежам заказчика или разрабатываем проект сами — подробнее на странице услуги металлокаркасов.

Фермы

Ферма — решётчатая балка из поясов и раскосов, которая перекрывает большой пролёт при меньшем расходе металла, чем сплошная балка. Высоту фермы обычно принимают 1/8–1/12 пролёта. Фермы держат кровлю ангаров, навесов, производственных зданий и мостов-переходов; бывают треугольные, односкатные, двускатные, параллельные и арочные. Как их считают — в статье про расчёт фермы; изготовление — на странице услуги металлических ферм.

Колонны и балки

Колонна — вертикальный несущий элемент, на который приходится основная сжимающая нагрузка каркаса; балка — горизонтальный элемент, работающий на изгиб. Колонны бывают постоянного и переменного сечения, одностоечные, двухветвевые, подкрановые и фланцевые. Мы изготавливаем их строго по КМД с контролем геометрии и, для ответственных швов, ультразвуковым контролем — на странице услуги колонн и опор.

Навесы

Навес — лёгкая конструкция из профильной трубы с кровлей из поликарбоната или профнастила: для машины, входной группы, зоны отдыха, дров. Самый частый заказ — навес для машины на дачу: 3,5×6 м на один автомобиль или 6×6 м на два. Каркас навеса считают на снеговую и ветровую нагрузку, как и любую МК. Форму (односкатная, двускатная, арочная) и цену можно прикинуть в онлайн-калькуляторе навеса, а типовые размеры — на странице услуги навесов.

Ангары

Ангар из металлоконструкций — быстровозводимое здание на металлокаркасе из колонн и ферм под обшивку профлистом или сэндвич-панелями: склад, производство, автосервис, сельхозхранилище. Пролёты достигают 12–30 м и более. Массу каркаса и стоимость ангара под ключ считает калькулятор ангара; методика расчёта разобрана в отдельной статье, как рассчитать ангар.

Лестницы

Металлические лестницы делают маршевыми, входными, техническими и пожарными эвакуационными. Пожарные и эвакуационные изготавливают строго по ГОСТ Р 53254-2009 с обязательным испытанием и протоколом для инспекции. Назначение, типы и цены — на странице услуги лестниц.

Ограждения

К ограждающим металлоконструкциям относят сварные и кованые заборы, перила, лестничные и балконные ограждения, ограждения кровель и площадок. Их считают на горизонтальную нагрузку от толчка человека (по СП высота и усилие нормируются для безопасности). Виды и цены за погонный метр — на странице услуги ограждений.

Закладные детали

Закладная деталь (ЗД, МН) — стальная пластина с анкерами или арматурными выпусками, которую замоноличивают в бетон, чтобы потом приварить к ней металлоконструкцию. Это узел стыковки «металл — бетон»: без закладных нельзя опереть колонну или балку на железобетон. Изготавливаем их партиями по проекту: пластины режем на лазере с ЧПУ, анкеры привариваем втавр — подробнее на странице услуги закладных деталей.

Где применяют металлоконструкции

Металлоконструкции востребованы почти во всех отраслях — от тяжёлой промышленности до частного участка. Быстрый монтаж, большие свободные пролёты без внутренних колонн и возможность заводского изготовления делают сталь основным материалом для быстровозводимых зданий. Ниже — где чаще всего применяют МК:

• Промышленность и производство — каркасы цехов, производственные ангары, эстакады, площадки обслуживания и опоры под оборудование.
• Склады и логистика — складские комплексы и холодные ангары с пролётами 12–30 м под профлист и сэндвич-панели.
• Торговля и коммерция — каркасы торговых центров, автосалонов, СТО и автомоек, входные группы и козырьки.
• Сельское хозяйство — навесы для техники, зернохранилища, коровники и птичники на лёгком каркасе.
• Частное строительство — каркасы бань, беседок, бытовок, веранд, навесы для машины, лестницы и заборы.
• Инфраструктура и благоустройство — пешеходные ограждения, перила, опоры освещения, металлические лестницы и мостки.

Материалы и марки стали

Металлоконструкции собирают из сортового и листового проката: профильной трубы, двутавра, швеллера, уголка, полосы и листа. Марку стали выбирают по нагрузке и ответственности элемента — чем выше предел текучести, тем более нагруженный элемент можно сделать легче. Строительные стали для сварных конструкций нормирует ГОСТ 27772-2015 «Прокат для строительных стальных конструкций».

Профильную (гнутую замкнутую сварную) трубу поставляют по ГОСТ 30245-2003, квадратную и прямоугольную электросварную — по ГОСТ 8639-82. Горячекатаный двутавр с параллельными гранями полок — по ГОСТ Р 57837-2017 (пришёл на смену ГОСТ 26020-83), швеллер — по ГОСТ 8240-97, уголок — по ГОСТ 8509-93, лист — по ГОСТ 19903-2015. На весь металл поставщики дают сертификаты качества, которые входят в паспорт готовой конструкции.

Нормы расчёта металлоконструкций

Металлоконструкцию нельзя «прикинуть на глаз» — она считается по системе действующих сводов правил и стандартов. Общие технические требования к изготовлению, сварке и приёмке задаёт ГОСТ 23118-2019. Прочность, устойчивость и предельную гибкость стальных элементов проверяют по СП 16.13330.2017 «Стальные конструкции» (актуализированная редакция СНиП II-23-81*). Нагрузки — постоянные, снеговые, ветровые, крановые — собирают по СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия» со снеговыми и ветровыми районами: для Москвы и всей Московской области это III снеговой район (нормативная снеговая нагрузка 150 кг/м²) и I ветровой.

Почему это важно на практике: если занизить сечение, конструкция «играет» — прогибается под снегом больше допустимого L/200, кровля идёт волнами, в прогибах копится вода, а стойка при недостаточной жёсткости теряет устойчивость раньше, чем исчерпает прочность. Если, наоборот, взять металл с запасом «на всякий случай», заказчик переплачивает за лишние тонны. Правильный расчёт по СП находит баланс: конструкция надёжна и при этом не дороже необходимого. Именно поэтому наши онлайн-калькуляторы навеса и ангара считают нагрузки по СП 20 и подбирают сечения по СП 16 — и выдают ту же массу, по которой изделие потом изготавливают в цехе.

Проектирование металлоконструкций идёт в две стадии. Сначала выпускают чертежи КМ (конструкции металлические) — конструктивную схему с нагрузками, сечениями элементов и узлами: по ним понятна общая идея и объём металла. Затем на их основе делают КМД (конструкции металлические деталировочные) — рабочие чертежи для завода с каждой отправочной маркой, отверстиями, швами и монтажными узлами. Именно по КМД цех режет, сверлит и варит, а также точно считает массу и цену. Если у вас на руках уже есть КМД — расчёт стоимости занимает минуты; если только идея — мы разработаем КМ и КМД сами. Как устроено изготовление металлоконструкций по чертежам КМД на нашем производстве — этапы, контроль швов и ставки за тонну — разобрано на странице услуги.

Сколько стоят металлоконструкции

Стоимость металлоконструкций считают двумя способами: тяжёлые несущие изделия (каркасы, колонны, фермы, лестницы) — по массе, за тонну готовой конструкции; законченные объекты под ключ (навесы, ангары) — за квадратный метр площади; погонные и штучные изделия (ограждения, закладные) — за метр или за килограмм; раскрой деталей — за погонный метр реза: плазменная резка толстого листа от 5 ₽/м, лазерная резка листа до 16 мм — по ставке за метр с учётом врезок. Ниже — базовые ставки «от» нашего цеха в Мытищах на изготовление металлоконструкций; финальная цена зависит от сечений, марки стали, покрытия и объёма.

Две частые схемы заказа. Первая — под ключ с нашим металлом: в цену за тонну или за м² уже входят закупка проката, изготовление, антикор и покраска, поэтому итог считают по ставкам из таблицы. Вторая — работа на давальческом металле, когда прокат ваш, а мы выполняем только резку, сборку и сварку; для ангаров такая работа стоит от 55 000 ₽ за тонну, для ферм и каркасов — от 64 000 ₽ за тонну. Точную сумму по вашему проекту рассчитываем по чертежам КМД за 30 минут или прямо в онлайн-калькуляторе.

Контроль качества

Надёжность металлоконструкции определяется не только расчётом, но и качеством сварки и сборки. Сварные швы мы проверяем визуально-измерительным контролем (ВИК) по всей длине, а для ответственных конструкций — подкрановых балок, несущих колонн, большепролётных ферм — выполняем ультразвуковой контроль (УЗК) с выдачей заключения. Сварку ведут аттестованные специалисты (аттестация НАКС), что подтверждает их право варить ответственные конструкции.

На каждую партию оформляем паспорт качества: в нём марки и сертификаты применённого металла, тип и катет швов, результаты контроля, геометрия и масса. Готовые изделия проходят проверку геометрии на соответствие чертежам КМД, антикоррозийную обработку (грунт ГФ-021, эмаль ПФ-115 или горячее цинкование по ГОСТ 9.307-89) и маркировку под монтаж. Такой контроль — то, что отличает заводскую металлоконструкцию от кустарной сварки.

Коротко

• Металлоконструкции — несущие и ограждающие конструкции из стального проката, соединённые сваркой, болтами или заклёпками (ГОСТ 23118-2019).
• Три группы: несущие (каркасы, колонны, балки, фермы), ограждающие (прогоны, фахверк, ограждения) и технологические (площадки, лестницы, закладные).
• Марки стали — С245, С255, С345 по ГОСТ 27772-2015; прокат — труба, двутавр, швеллер, уголок, лист по своим ГОСТам, с сертификатами.
• Считают по СП 16.13330.2017 (сечения) и СП 20.13330.2016 (нагрузки); Москва и МО — III снеговой район, 150 кг/м².
• Цены «от»: каркасы под ключ 160 ₽/кг (работа на вашем металле 64 000 ₽/т), фермы под ключ 160 ₽/кг, лестницы 60 000 ₽/т, навесы 8 400 ₽/м², ангары 8 400 ₽/м², ограждения 1 800 ₽/пог.м (сварные, изготовление), закладные 70 ₽/кг.
• Давальческий металл (ваш прокат, наша работа) — от 55 000 ₽/т для ангаров, от 64 000 ₽/т для ферм и каркасов.
• Контроль: ВИК всех швов, УЗК ответственных, аттестация НАКС, паспорт качества на партию.