Каркасы из трубы 1020

Как построить дом из профильной трубы по технологии каркасного строительства

Каркасное строительство является относительно новым направлением на российском рынке. Быстрое возведение каркаса дома из профильной трубы или деревянных балок делает популярной такую технологию строительства жилья и архитектурных форм небольшого размера.

Профильная труба имеет свои достоинства и особенности применения, а сооружения каркасного типа обладают множеством преимуществ.

Краткая информация о каркасном строительстве

На первых этапах развития металлокаркасное строительство находило применение только при возведении промышленных зданий. На каркасах из профильной трубы или швеллера возводились цеха, склады и ангары.

В процессе эволюции технологий стало возможным использование каркаса из профтрубы для строительства следующих объектов:

  • Жилых помещений малой этажности (допускается строительство не более 3 этажей).
  • Коттеджей.
  • Зданий для коммерческого использования (магазин, кафе, автозаправка, помещение для офиса).
  • Зданий общественного назначения.

Кроме того технология металлокаркасного строительства позволяет использовать конструкцию для надстройки этажей, возведения мансарды или флигеля. Популярны металлические каркасы для теплиц, навесов и гаражей. Отлично смотрится беседка, терраса или баня из профтрубы. Читайте также: «Как сделать беседку из профильной трубы – пошаговая инструкция».

Основные достоинства домов на металлическом каркасе

Технологию возведения домов на основе металлических каркасов используют во всем мире. Наибольшее распространение такая технология получила в США, Японии и Западной Европе. Жилые строения этих стран, возведенные по каркасной технологии, занимают в среднем около 60%, причем такое строительство продолжает расти.

Каркасные дома имеют следующие достоинства:

  • Низкая себестоимость. По сравнению со строениями, при возведении которых использовалась традиционная технология, каркасные дома не требуют больших затрат. Однако стоит помнить, что каркас из деревянных балок будет стоить дешевле, чем аналогичная конструкция из профильной трубы. Также стоимость металлических элементов для каркаса зависит от сечения трубы.
  • Быстрое возведение. Жилые дома с использованием каркасной технологии возводятся быстрее, чем при традиционном строительстве. Используя в качестве основного материала для каркаса профильную трубу, можно в несколько раз сократить срок возведения жилья.
  • Исключение мокрых процессов. Каркас дома из профильной трубы позволяет строить дома круглый год при любой погоде. Исключение составляет только обустройство фундамента. Хотя, можно сделать столбчатый фундамент из пластиковых труб своими руками, что весьма практично.
  • Отсутствие усадки. Каркасные дома не требуют времени на усадку ни при проведении строительных процессов, ни во время эксплуатации здания.
  • Низкие трудозатраты. Можно возвести каркас дома из профильной трубы своими руками. Для возведения дома по каркасной технологии понадобятся услуги всего нескольких помощников. При этом возможно выполнить основное строительство дома в течение одного месяца. Останется только отделка внутри дома. В тоже время традиционное строительство при таких условиях просто невозможно.

Наряду с множеством положительных характеристик у каркасных строений имеются и недостатки. Основным минусом технологии, по которой возводится дом из проф трубы, можно назвать сложное проектирование. Чтобы правильно рассчитать нагрузку на профильную трубу в определенном месте дома, понадобится помощь профессионала. Только он может точно рассчитать вес, который может выдержать профильная труба.

Также сложно самостоятельно выбрать сечение и толщину материала и высчитать размер профильной трубы. Стоит учесть, что расчет деревянных балок выполняется намного проще.

Еще один недостаток – цена. По сравнению с деревянным каркасом металлический остов стоит гораздо дороже. Дополнительные трудности могут возникнуть при непосредственном выборе трубы. Можно приобрести более толстый материал, с сечением 10*10 см и толщиной стенок 0,8 см, затратив при этом большее количество средств, но получив запас по прочности. Можно купить трубу тоньше, например сечением 6*6 см, сэкономив средства, но снизив прочностные характеристики дома. Читайте также: «Как сделать фермы из профильной трубы – виды и способы монтажа».

Нельзя не сказать о проблемах с теплоизоляцией. Являясь своеобразным мостиком холода, металлический каркас требует более качественного утепления. А это неизбежно приводит к дополнительным затратам.

Технология возведения металлокаркасного дома

Кажущая простота дома на металлическом каркасе – это всего лишь иллюзия. На самом деле конструкция таких строений достаточно сложная. Ее основными элементами можно назвать:

  • Основание дома. Можно использовать облегченные типы фундамента, но пренебрегать этой частью нельзя. Основание не требуется для транспортируемых строений, к которым можно отнести парники или теплицы. В этом случае расчет профильной трубы проводится с соответствующими корректировками.
  • Металлический каркас. Для возведения этой части здания подходит профильная труба, имеющая квадратное сечение 10*10 см или 6*6 см. Определить нужные габариты трубы можно с помощью калькулятора профильной трубы, взяв размеры строящегося дома.
  • Обшивка стен внутри дома. Оптимальным вариантом для внутренней отделки является шпунтованная доска шириной 4-6 см из хвойных деревьев. Материал должен в обязательном порядке пройти обработку антисептическими составами и растворами, препятствующими возгоранию.
  • Черновой пол и его отделка. Лаги настилаются из аналогичной профильной трубы, поверх них укладывают черновой пол из досок и застилают любым профильным покрытием.
  • Утеплитель. Самым популярным материалом для утепления каркасного дома является экструдированный пенополистирол толщиной 6-10 см. Для дополнительного утепления каркаса из профильной трубы можно использовать полоски пеноизола.
  • Отделка внешних частей дома. Для выполнения отделочных работ снаружи строения может использоваться фасадная штукатурка или сайдинг. При достаточном бюджете строительства не исключается возможность отделки дома натуральным деревом.
  • Кровля. Каркас крыши их профильной трубы может возводиться как отдельной конструкцией или как одним из элементов каркаса. В зависимости от кровельного материала и угла установки кровельных стропил выполняется расчет параметров трубы. Чем легче кровельный материал и больше угол между стропилами, тем более токая труба может использоваться.

Читайте так же: Как вывести трубу через потолок дома

Этапы возведения каркасного дома

Дома из профильной трубы своими руками возводятся в определенной последовательности:

  • Фундамент. Для строительства каркасных домов можно использовать капитальное бетонокаркасное основание, а также некапитальное, например, на винтовых сваях. Дома на втором виде основания можно перевозить, так как являются транспортируемыми.
  • Монтаж каркаса. На этом этапе допускается использование готовых каркасов фабричного производства. Для сборки таких каркасов не требуется сварка, все элементы соединяются с помощью винтов. Не исключается самостоятельное возведение каркаса из профильной трубы. При этом важно не только следить за взаимным расположением элементов, но и контролировать качество соединений. Именно эти места считаются самым слабым местом при возведении каркасных домов из профильной трубы. Монтажные работы должны выполняться в направлении снизу вверх. При этом первыми устанавливаются стойки и колонны, для соединения которых используют горизонтальные элементы из трубок меньшего сечения. Для укрепления вертикальных элементов используют раскосы.
  • Монтаж кровли. Кровельная часть монтируется на самом последнем этапе основного строительства. При этом бригада строителей может быть разделена на две части: одна занимается кровлей, другая переходит к утеплению и отделке.
  • После окончания работ по монтажу каркаса можно приступать к внутренней отделке.

По мнению экспертов в области архитектуры металлокаркасные технологии в будущем займут лидирующие позиции. Это означает, что возведение каркасного дома из профильной трубы своими руками, позволяет получить определенные навыки, которые могут пригодиться не только в личных целях, но и в качестве дополнительной специальности.

Каркас безопасности для спортивного автомобиля

К нам часто обращаются с вопросами «как построить каркас безопасности?» и «из чего изготовить каркас безопасности?». К сожалению, в одной статье полностью этот вопрос раскрыть невозможно, т.к. существует большое количество практических нюансов, описания которых хватит на довольно толстую книгу. Поэтому мы остановимся лишь на основных моментах, которые позволят Вам с самого начала двигаться в правильном направлении и не совершить фатальных ошибок на старте. Зная основные принципы постройки каркасов безопасности, Вам останется лишь аккуратно воплотить задуманную конструкцию в жизнь.

Зачем нужен каркас безопасности?

Основное назначение этой конструкции – предотвращать серьезные деформации кузова автомобиля при перевороте или столкновении и тем самым сохранять Вам жизнь и здоровье. Каркас безопасности – это пространственная конструкция, жестко связанная с силовыми элементами кузова, и ее задача – сохранять жизненное пространство внутри даже при самой жесткой аварии, чтобы деформирующиеся детали кузова не нанесли вам увечий.

Существует две разновидности таких конструкций – сборно-разборная (или болтовой каркас) и цельносварная. Болтовой каркас безопасности можно установить, не внося серьезных изменений в салон автомобиля. Наиболее продуманные конструкции позволяют даже сохранить неприкосновенным салонный пластик.

Что бы ни рассказывали Вам маркетологи и продавцы подобных конструкций, болтовой каркас из-за обилия разъемных соединений не обладает достаточной жесткостью, чтобы полноценно защитить пассажиров автомобиля. Поэтому такая конструкция не может использоваться в автомобилях, предназначенных для спортивных соревнований. Она может служить скорее элементом дизайна авто, пусть и несколько увеличивающим жесткость кузова.

Для практического применения представляют интерес исключительно сварные каркасы безопасности. Их установка требует полной разборки салона и вмешательства в конструкцию кузова автомобиля. К сварным каркасам предъявляются жесткие требования, отклонение от которых приведет к тому, что автомобиль не будет допущен к выходу на трассу.

Из чего изготавливаются каркасы безопасности?

Требования и описание конструкции каркасов безопасности спортивных автомобилей приведены в ст.253 часть 8 Приложения «J» к Международному Спортивному Кодексу ФИА (МСК ФИА). Правила использования каркасов безопасности и основные конструкции каркасов описаны в Приложении №14 к КиТТ РАФ. Рекомендуем начать изучение конструкций с Приложения №14, а за подробными разъяснениями обращаться к Приложению «J».

Элементы каркасов безопасности условно можно разделить на основные и вспомогательные. Основные элементы (на схеме ниже выделены серым цветом) создают «фундамент» защитной клетки, который дополнительно усиливается вспомогательными элементами. Вспомогательные элементы (на схеме – белые) изготавливаются из более тонкой трубы, что позволяет снизить общую массу конструкции без ущерба для защитных свойств.

Все элементы выполняются из круглой стальной холоднокатаной бесшовной трубы. Материал трубы Ст20. Основные элементы каркаса безопасности выполняются из трубы 50 х 2мм ИЛИ 45 х 2.5мм. Вспомогательные элементы из трубы 40 х 2мм ИЛИ 38 х 2.5мм.

Диаметр применяемых труб и масса каркаса безопасности

Средняя масса готового каркаса безопасности составляет 40-50 кг. По понятным причинам эту массу хотелось бы уменьшить. Применяемая для основных деталей труба 50 х 2мм легче, чем 45 х 2.5 на 10%. Применяемая для вспомогательных деталей труба 40 х 2мм легче трубы 38 х 2.5 на 15%. При этом масса основных деталей каркаса в среднем составляет не более 40% от общей массы готовой конструкции, а на вспомогательные детали приходится оставшиеся 60%.

Логика подсказывает, что если использовать более легкие трубы, то это положительно скажется на массе конструкции. Возьмем за точку отсчета массу каркаса безопасности 50кг и будем считать, что он выполнен из более тяжелых труб (45 х 2.5мм и 38 х 2.5мм). Переход на более легкие трубы позволит сэкономить примерно 2 кг на основных деталях (50кг * 0.4 * 0.1 = 2 кг) и приблизительно 4.5 кг на вспомогательных деталях (50кг * 0.6 * 0.15 = 4.5 кг).

Читайте так же: Бочонок оцинкованный из труб гост

Таким образом общая экономия массы по оптимистическим оценкам составит примерно 6.5кг (2 кг + 4.5кг = 6.5кг), что является довольно скромным результатом в масштабах автомобиля.

В реальной ситуации выигрыш будет еще меньше. В большинстве случаев масса каркаса безопасности все же ниже 50кг, и кроме деталей из труб в конструкции присутствуют всевозможные накладки, косынки и усиления, чья масса останется неизменной. Это позволяет нам утверждать, что размер применяемых при постройке каркаса безопасности трубы не оказывает значительного влияния на его массу. Поэтому не имеет большого значения, какие именно из труб, указанных в Приложении «J», использовать.

Используйте те трубы, которые проще купить в Вашем регионе, и которые Вы можете согнуть с помощью доступного Вам инструмента. Гораздо важнее сама конструкция каркаса, т.к. количество использованного материала и число элементов конструкции влияет на массу сильнее.

Конструктивные требования

Каждая деталь каркаса безопасности должна быть выполнена из единого куска трубы без сочленений. Поверхность трубы должна быть ровной гладкой, без складок и трещин. Это значит, что «морщины» и «гофра» на внутренней стороне изгибов труб недопустимы.

Все сварные швы должны иметь самое высокое возможное качество с полным проваром. Предпочтительно применять электродуговую сварка в среде защитного газа. Сварной шов должен полностью опоясывать периметр трубы. Хотя хороший внешний вид сварного шва не обязательно гарантирует его качество, плохо выглядящие сварные швы никогда не являются признаком качественного изготовления – такой каркас безопасности будет забракован.

Трубы должны быть согнуты «на холодную», т.е. без применения нагрева. Радиус гиба по осевой линии должен составлять не менее трех диаметров трубы. Обратите внимание не «равен трем диаметрам трубы», а «не менее трех диаметров» – т.е. «три или более трех».

При гибке трубы ее сечение часто принимает овальную форму. Приложение «J» к МСК ФАИ допускает овальность, при которой отношение минимального к максимальному диаметру составляет 0.9 или более. Проще говоря, нужно измерить трубу в месте перегиба в самом узком и самом широком месте и поделить первое значение на второе. Если получится число меньше 0.9, такой гиб будет забракован.

Гибка элементов каркаса

При изготовлении каркасов безопасности наибольшую сложность представляет гибка труб. Широко распространенные арбалетные трубогибы не подходят для данной задачи, т.к. они портят трубы и попросту не удобны в работе с крупными деталями. Самой большой проблемой таких трубогибов является овальность труб после гибки, которая выходит за рамки требований Приложения «J» (см. «правило 0.9» в части, описывающей конструктивные требования). Причины, по которым это происходит, подробно описаны в статье «Почему арбалетный трубогиб ломает трубы?».

Избежать вредных деформаций и добиться хорошего результата можно, если использовать технологию гибки труб методом намотки на оснастку. Подобная технология применяется в нашем ручном трубогибе BigBender Mk3 и гидравлическом трубогибе Mk2. Данные трубогибы работают с трубами диаметром до 45мм включительно, что делает их незаменимыми при постройке каркасов безопасности спортивных автомобилей, рам багги, элементов подвески и силового обвеса внедорожников.

Как было замечено ранее, размер применяемых труб из числа разрешенных в Приложении «J» не оказывает значительного влияния на массу готового каркаса безопасности, поэтому верхний предел производительности трубогибов BigBender в 45мм не является проблемой. Данные станки аккуратно и точно гнут трубу 45 х 2.5, обеспечивая итоговую овальность в регламентированных Приложением «J» пределах. Аналогично дело обстоит и с трубами 40 х 2мм и 38 х 2.5мм.

Сварка элементов каркаса

При сварке элементов каркаса безопасности предпочтительнее использовать сварку в среде защитных газов – MIG или TIG («полуавтомат» или «аргон»). Приложение «J» не запрещает использовать сварку MMA (электродами), однако из-за специфики конструкции каркаса с помощью этой технологии довольно сложно получить качественные швы, если квалификация сварщика недостаточно высока. Поэтому высок риск что готовый каркас, сваренный таким образом, не получит одобрения.

При подготовке деталей каркаса безопасности к сварке особое внимание следует уделять подгонке элементов. Важно обеспечить равномерное прилегание деталей друг к другу во всему периметру соединения и минимальные зазоры. Это избавит Вас от возникновения излишних напряжений в конструкции, обеспечит высокое качество швов и должную прочность каркасу.

Для подготовки торцов труб к сварке рекомендуем использовать торцеватель – устройство для резки в трубах седловин с помощью биметаллических коронок. Эти приспособления позволяют «запиливать» концы труб под нужным Вам углом, а получающийся в результате вырез имеет форму, идеально совпадающую с привариваемой трубой.

Данное устройство в качестве режущего инструмента использует стандартные биметаллические коронки и приводится в действие электродрелью, в патрон которой зажимается приводной вал торцевателя. Торцеватель может быть зажат в тиски или установлен на собственной стойке. Используя данный инструмент, Вы многократно сокращаете время на подгонку элементов каркаса друг к другу и обеспечиваете очень точное прилегание деталей, благодаря чему сварной шов получается более аккуратным и прочным.

Заключение

Постройка каркаса безопасности – не ядерная физика, но в то же время дело ответственное, т.к. от его конструкции зависит жизнь и здоровье экипажа спортивного автомобиля. Правильный подбор материалов и инструмента поможет Вам сэкономить большое количество сил и времени при постройке и послужит гарантией того, что готовый каркас успешно пройдет техкомиссию, а автомобиль, на котором он установлен, будет допущен к соревнованиям.