АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ХОЛОДНОГНУТЫХ ПРОФИЛЕЙ

ANALYSIS OF THE FEATURES OF METAL COLD FORMED PROFILES

Kirill Kovalev

Student, Siberian State Automobile and Road University (SibADI), Russia, Omsk

Аннотация. Статья посвящена анализу особенностей холодногнутых тонкостенных профилей. Тонкостенные конструкции на сегодняшний день имеют широкие перспективы внедрения в массовое строительство в России и могут быть использованы при строительстве целого ряда сооружений различного назначения. Стремительные тенденции к рационализации проектных работ отводят ЛСТК одну их главных ролей в современном строительстве.

Abstract. The article is devoted to the analysis of the features of cold-formed thin-walled profiles. Thin-walled structures today have broad prospects for implementation in mass construction in Russia and can be used in the construction of a number of structures for various purposes. Rapid trends towards rationalization of design work assign LSTK one of the main roles in modern construction.

Ключевые слова: строительство, холодногнутые профили, металлический прокат, конструкции.

Keywords: construction, cold-formed profiles, rolled metal, structures.

Генеральный экономический тренд нашего времени – глобальный интеграционный процесс – напрямую коснулся и металлургии. На современном историческом этапе металлургическая отрасль является одной из базовых для всей российской экономики. Сфера применения, например, металлопроката распространяется практически на все отрасли отечественного народного хозяйства. Распределение потребления металлопроката в России наглядно демонстрирует схема на рис. 1.

Рисунок 1. Применение металлического проката в Российской Федерации

Тонкостенные холодногнутые профили – самый востребованный и технологически перспективный вид металлургической продукции, обеспечивающий эффективное развитие всей металлургической отрасли и строительного комплекса: высокие требования к данному продукту по качеству на фоне высокой ликвидности обеспечили высокую механизацию и автоматизацию производства, быстрое расширение ассортимента выпускаемой продукции по форме и сечению.   Постоянный рост спроса в строительной индустрии на тонкостенные холодногнутые профили породил быстрый рост производства, обеспечивая высокую конкурентоспособность данной продукции.

Холодногнутые стальные профили − вид металлургической продукции, отличающийся высокой эффективностью. При его изготовлении используются профилегибочные агрегаты различных типов, профилирующие листовой металл методом непрерывного формоизменения. В процессе прохождения исходной плоской заготовки через фасонные части постепенной подгибкой придается требуемая форма сечения готового профиля.

Стальные гнутые профили – готовый к применению продукт, не требующий дополнительной обработки. Их внедрение привело к значительной экономии материала и сокращению трудовых затрат за счёт отказа от сварочных работ. Технология, основанная на использовании стальных гнутых профилей, позволяет производить высоко эстетичную продукцию.

Высокая популярность технологии строительства зданий из ЛСТК и расширение рынка технологии, основанной на использовании холодногнутых оцинкованных профилей [2] объясняется её серьёзными преимуществами:

• сборка крупногабаритных объектов производится без привлечения тяжёлой грузоподъемной техники;
• широкий выбор возможностей при оформлении фасадов зданий;
• проведение строительно-монтажных работ в любое время года;
• высокая точность подгонки деталей конструкции;
• высокая экологичность работ за счёт сведения до минимума количества неперерабатываемых отходов;
• благодаря возможности покрытия холодногнутого профиля защитным антикоррозийным слоем достигается значительное увеличение продолжительности службы элементов конструкций зданий.

Далее на рис. 2 представлена классификация конструкций из тонкостенных холодногнутых профилей.

Рисунок 2. Классификация конструкций из тонкостенных холодногнутых профилей

Прокатный металл для изготовления конструкций, используемых при возведении строений, является гораздо менее эффективным с экономической точки зрения, нежели холодногнутый профиль.

Большая часть металлических конструкций различных типов схожи в изготовлении и технологии монтажа, поскольку используется идентичная операционная цепочка: очистка и резка на заготовки проката, первичная стыковка стальных листов, если необходимо – создание отверстий, гибка, строгание, фрезерование, вторичная правка деталей. Конструкции собираются из отдельных деталей в помещении специального сборочно-сварочного цеха. Далее – сварка и правка готовых конструкций. Для крупногабаритных и сложных конструкций предусмотрена общая (контрольная) сборка, в ходе которой подгоняются отправочные элементы, сверлятся монтажные отверстия, кромки подготавливаются для монтажной сварки, торцы фрезеруются. Изготовленные конструкции покрываются антикоррозионной защитой в маляропогрузочных цехах [1].

Технологичность металлических конструкций учитывает тесную связь себестоимости продукта и производительности труда. Производительность определяется по трудоёмкости, являющейся основой определения затрат на оплату труда.

Информация, связанная с трудоёмкостью технологических процессов, демонстрирует реальный уровень производства, помогает определить методики повышения производительности, оценить качество технологических процессов.

Наиболее трудозатратными в производстве металлических конструкций являются процессы обработки, сборки, сварки. Используемое в данных процессах оборудование – углоправильные и листоправильные вальцы, уголковые, гильотинные и пресс-ножницы, газорезательные машины, пилы, правильно-гибочные прессы, дыропробивные прессы, сверлильные станки, листогибочные вальцы и прессы, кромкострогальные станки – универсально и используется при изготовлении металлоконструкций всех типов.

Конструкции, для создания которых применяются холодногнутые профили, производятся по другой технологии. Они создаются на основе принципа безотходного производства с помощью автоматизированных поточных линий. Операции в рамках данного технологического процесса выполняются в определенной последовательности. Для начала рулон разматывается, после чего режется на трипы. Затем наступают фазы перемотки и формования. Вслед за этим создаются отверстия с выполнением резки на мерные длины.

Холодногнутые профили изготавливаются двумя способами: прокаткой через валки и холодным гибом листа. Управление технологическими процессами такого производства осуществляется при помощи ручного управления агрегатами с частичной автоматизацией процесса.

Эти методики производства холодногнутых профилей характеризуются наличием существенных недостатков: первый – длина штампа ограничивает длину профиля, второй – низкое качество поверхности профиля, что является следствием сильного трения в момент перехода заготовки по валкам.

В нашей стране на сегодняшний день созданы и успешно работают предприятия, производящие гнутые профили из стали, а также выполненные на их основе строительные конструкции. Каркасные строения, при возведении которых используются гнутые профили из стали, характеризуются свободной планировкой, обеспечивающей возможность размещения любого оборудования. Подобные строения задействуются в качестве выставочных павильонов, спортзалов, приемо-сортировочных пунктов, укрытий для техники. Кроме того, они используются как сенохранилища и комплексы, в которых размещается крупный рогатый скот. Однако несмотря на то, что холодногнутые профили широко применяются на всей территории России, отсутствие на данный момент нормативной документации породило ситуацию, когда расчёты ведутся по различным рекомендациям, стандартам различных организаций или зарубежным нормативам, что подтверждает востребованность продолжения исследовательских работ по профилям и их соединениям в различных конструкциях.