Складские здания из металлоконструкций могут сильно различаться по металлоёмкости и стоимости — даже если речь об объектах одной площади и класса. На бюджет влияет не только объём металла, но и конструктивная схема, шаг колонн, пролёты, нагрузки, требования по огнестойкости и особенности эксплуатации.
В этой статье разберём, какие варианты каркаса применяются для складов, в чём различия, в каких случаях стоит рассматривать оптимизацию проекта за счёт стали PowerWeld 420, ЛСТК Spider 2.0 или комбинированных схем.
Коротко для руководителя
Для основной части складских и логистических объектов базовый выбор — каркас из чёрного металла. Он подходит для больших пролётов, стеллажных систем, мезонинов, крановых нагрузок и других задач современного склада. Проект в этом случае составляется индивидуально: с учётом логистики, технологии хранения и требований к эксплуатации.
Если стоит задача снизить металлоёмкость и оптимизировать проект, можно рассмотреть решение на высокопрочной стали марки PW420 — PowerWeld420. За счёт её более высоких характеристик удаётся уменьшить металлоёмкость каркаса до 13%.
Для небольших и средних складов эффективным решением могут стать лёгкие стальные тонкостенные конструкции. Они подойдут, если на объекте не планируются тяжёлые нагрузки и большие высоты.
В нашей линейке это система Spider 2.0, она подходит для ангаров, сельхозхранилищ, автосервисов и ряда складских и других объектов облёгченного типа. Каркас из Spider 2.0 — это «конструктор», где элементы соединяются болтами. Это ускоряет сборку и снижает трудозатраты, при этом конструктив способен выдержать высокие ветровые и снеговые нагрузки.
Создать проект с применением Spider 2.0 можно в нашем онлайн-конфигураторе.
Объект на границе параметров можно построить разными способами. Стоит просчитать несколько вариантов параллельно и сравнить их по совокупной стоимости, а не по цене тонны металла. Один из вариантов — комбинированное решение на биметалле.
Важную роль играет огнестойкость. Огнезащита металлических конструкций позволяет предотвратить разрушение зданий во время пожара, сохранить несущую способность и безопасность людей.
Технология Spider 2.0 отличается улучшенной огнестойкостью — это подтверждает комплекс испытаний всех конструктивных элементов и узлов для зданий на ЛСТК-каркасе. Мы первыми в России провели подобные испытания — и подтвердили предел огнестойкости R15.
Какие металлоконструкции для строительства склада производит «Северсталь Стальные Решения»
Складское здание — это не один универсальный тип каркаса, а набор конструктивных решений, которые подбираются под задачи объекта. Например, «Северсталь Стальные Решения» производит металлоконструкции для:
- классических складских зданий на каркасе из чёрного металла;
- логистических комплексов и распределительных центров с большими пролётами;
- высотных стеллажных складов;
- зданий с мезонинами и встроенными площадками;
- объектов с рановыми и технологическими нагрузками;
- небольших и средних складов на базе ЛСТК;
- комбинированных решений, где несущий каркас выполняется из тяжёлых металлоконструкций, а часть ограждающих или второстепенных элементов — из лёгких стальных профилей.
Это позволяет нам не подгонять все задачи под один тип продукта, а подбирать решение под параметры конкретного объекта. Ниже расскажем, как мы принимаем решение о выборе оптимальной схемы конструкции.
Как выбрать схему каркаса: четыре параметра
Выбор каркаса — это вопрос четырёх инженерных параметров.
Пролёт — расстояние между основными опорами каркаса. Чем он больше, тем меньше колонн в пятне застройки и тем проще разместить стеллажи без привязки к опорам.
Высота от пола до низа несущих конструкций — самого нижнего элемента покрытия, например балки или фермы. От этой высоты зависит, сколько ярусов стеллажей можно разместить.
Нагрузки. Какие системы хранения, оборудование и транспорт будут внутри здания: например, стационарные стеллажи, мезонины для ручной сборки, мостовые краны, тяжёлое технологическое оборудование.
Требования к огнестойкости: они влияют и на конструктивную схему, и на состав защитных решений, и на итоговую стоимость проекта.
Когда параметры определены, становится понятно, какой тип металлоконструкций для склада будет наиболее рациональным: классический каркас из чёрного металла, решение на высокопрочной стали, ЛСТК или комбинированная схема.
Типичный пограничный случай
Складской комплекс из металлоконструкций площадью 6 000 м², пролёт 18–24 м, высота до низа несущих 6 м, средние нагрузки от стеллажей, огнестойкость II степени.
Лёгкие стальные конструкции уже не закрывают нагрузки и высоту. Стоит просчитать оба варианта — базовый каркас и вариант на высокопрочной стали, чтобы сравнить их по совокупной стоимости.
Базовый каркас из чёрного металла
Для большинства складских и логистических объектов основным решением остаётся стальной каркас из чёрного металла. Это универсальный вариант, который закрывает широкий спектр задач — от стандартных складов до крупных распределительных центров.
При проектировании и изготовлении таких зданий мы используем конструкционные стали, в том числе С355 — один из базовых материалов для несущих металлоконструкций в российской практике.
Применение. Решение подойдёт, если нужно построить:
- логистический комплекс,
- распределительный центр,
- склад класса А и А+,
- здание с высотным стеллажным хранением,
- объект с мезонинами,
- склад с крановыми и повышенными технологическими нагрузками.
Требования к огнестойкости. Закрывает стандартные требования по огнестойкости II и III степени. Если требования выставлены на I или II степень и площадь огнезащиты становится существенной статьёй бюджета, можно рассмотреть более огнестойкий вариант — сталь С390П.
Стоимость. Масса металла на квадратный метр зависит от сетки колонн, снегового района и нагрузок. Цена тонны каркаса зависит от сложности узлов: чем больше сварки и усилений на заводе, тем дороже тонна.
Когда стоит оптимизировать проект под PW420
Если важно снизить металлоёмкость и получить более эффективное по массе решение, мы можем предложить оптимизацию проекта с применением высокопрочной стали.
PW420 — это конструкционная сталь с пределом текучести 420 МПа. Подходящий вариант, если несущий каркас работает при значительных нагрузках и снижение массы конструкции влияет на экономику объекта.
Рабочие параметры. Типовые сетки колонн — 12×18, 12×24 и 18×24 м. Верхняя граница пролёта — до 30 м. Высота до низа несущих конструкций — до 16 м.
Высота и пролёты могут быть и больше, хотя тогда есть вероятность, что каркас станет экономически невыгодным: стоимость будет расти непропорционально дополнительному объёму. Но и этих параметров достаточно для высотных стеллажных систем и объектов класса А и А+.
Склад класса А: в чём особенности и что учесть при строительстве
Применение. Логистический комплекс, распределительный центр, индустриальный парк.
Типизация секций под сетки PW420 упрощает масштабирование и хорошо подходит для строительства очередями. Один типовой каркас повторяется от очереди к очереди, чертежи переиспользуются, сроки поставки сокращаются.
Стоимость. При тех же нагрузках сечение несущих элементов можно сделать компактнее. Балки, колонны и раскосы работают на большем напряжении без потери запаса по прочности. По совокупности проектов это даёт снижение массы каркаса до 13% относительно базового каркаса из стали С355, в отдельных случаях — до 17%.
Кейс: для крупного складского объекта на 117 000 м² при переходе на PW420 достигли снижения массы каркаса на 20% и общей стоимости конструкции — на 13%.
При этом важно понимать: PW420 — это не замена всем традиционным решениям, а инструмент оптимизации. Его целесообразность определяется расчётом и сравнением вариантов для конкретного объекта.
Лёгкие стальные конструкции Spider 2.0
Spider 2.0 — линейка ЛСТК от ГК «Северсталь Стальные Решения». Система спроектирована под сборку без сварки на площадке: все соединения болтовые. Это упрощает монтаж и исключает узкое место в виде сварочных работ.
Профили для элементов каркаса здания производятся на собственных линиях, без длинного входного контроля стороннего проката. Поставка каркаса — примерно за месяц. Так получаются быстровозводимые склады.
Рабочие параметры. Высота до низа несущих конструкций — до 6,5 м. Пролёты — 6–21 м. Многопролётные схемы собираются как составные из нескольких одинаковых рам. Уклон кровли — 20%.
Применение. Например, склад до 1 500 м², строительство ангара, сельхозхранилища, торгового павильона.
Для склада формата 500 –1 500 м² Spider 2.0 часто оказывается самым разумным выбором — это быстровозводимые конструкции, где скорость монтажа и экономика важнее, чем большие пролёты. Например, строить автосервис на каркасе из чёрного металла часто невыгодно.
Важное ограничение — тяжёлые снеговые районы. Для них шаг рам сокращается до 3–4 м. Растёт металлоёмкость, и экономика системы смещается в сторону чёрного металла.
Огнестойкость. У Spider 2.0 подтверждённая огнестойкость R15. Если это достаточный уровень для объекта, то нет необходимости закладывать дополнительное защитное покрытие.
Детали о механике подтверждения и результатах наших натурных испытаний — в другом разделе ниже.
Антикоррозионная защита. Профили идут с цинковым покрытием 275 г/м² — стандартная толщина оцинковки для лёгких стальных конструкций в складских условиях. Если среда агрессивная, толщину слоя можно увеличить.
Решения можно комбинировать
Spider 2.0 не рассматривается для мостовых кранов и тяжёлого оборудования массой 3–5 т и выше. Для таких случаев наши инженеры могут предложить биметаллический вариант.
В этом случае несущий каркас может быть на чёрном металле, а ограждающие конструкции — на лёгких стальных профилях. Тяжёлый каркас берёт на себя нагрузки, а лёгкие профили работают в стенах и кровле.
Сравнительная таблица и металлоёмкость типовых зданий
Инженеру на стадии эскиза нужны две рабочие таблицы: сравнение систем по параметрам и ориентир по массе каркаса на единицу площади.
Сравнение трёх схем ССР
| Параметр | Spider 2.0 | Базовый каркас С355 | Каркас на PW420 |
|---|---|---|---|
| Высота до низа несущих | до 6,5 м | до 16 м | до 16 м |
| Пролёты | 6–21 м | до 30 м | до 30 м |
| Типовые сетки колонн | по шагу рам | 12×18, 12×24, 18×24 | 12×18, 12×24, 18×24 |
| Тип соединений | только болтовые | сварка на заводе + болты на монтаже | сварка на заводе + болты на монтаже |
| Антикоррозия | цинковое покрытие 275 г/м² | покрытие по проекту | покрытие по проекту |
| Огнестойкость | R15, IV степень (натурные испытания) | II–IV степень | I–IV степень, конструктивно |
| Нагрузки | лёгкие и средние, без мостовых кранов | стеллажи, мезонины, краны | стеллажи, мезонины, краны |
| Применение | ангары, небольшие склады, СТО | большинство складских задач | склады с повышенными нагрузками |
| Срок поставки каркаса | ~1 месяц | по расчёту под объект | по расчёту под объект |
| Цена каркаса | от 3 999 ₽/м² | по запросу | по запросу |
Металлоёмкость типовых складских зданий на каркасе из чёрного металла
Ориентировочные значения массы металлоконструкций на квадратный метр перекрываемой площади для типовых сеток колонн:
| Пролёты, м | Металлоёмкость, кг/м² |
|---|---|
| 12×18 | 10,87 |
| 12×24 | 12,63 |
| 12×30 | 17,27 |
| 18×18 | 13,30 |
| 18×24 | 14,83 |
| 18×30 | 19,68 |
Чтобы в первом приближении оценить массу каркаса, можно умножить площадь здания на металлоёмкость пролёта. Для склада 10 000 м² на сетке 18×24 ориентир по массе — около 148 т (10 000 × 14,83).
Это не замена полноценному расчёту. На реальную массу влияют снеговой район, нагрузки от стеллажей и мезонинов, крановые воздействия, требования по огнестойкости и, как следствие, шаг рам. Но таблица может помочь прикинуть бюджет и сопоставить предложения разных поставщиков.
Это ориентир для каркаса из чёрного металла
Для Spider 2.0 он не применяется напрямую: у лёгких стальных конструкций другая расчётная база и единый показатель кг/м² некорректен без привязки к конкретной линейке профилей. Для Spider 2.0 ориентир даётся по цене каркаса на квадратный метр
Как обеспечивается огнестойкость складских зданий
Огнестойкость склада — это не характеристика одного отдельного элемента, а результат комплексного проектного решения, которое влияет на пожарную безопасность. На этапе разработки здания важно определить, какая степень защиты требуется объекту и за счёт каких конструктивных и технических решений её можно обеспечить.
Для несущих конструкций нормируют предел огнестойкости — время, в течение которого элемент сохраняет несущую способность в условиях пожара. Например, показатель R15 означает 15 минут сохранения несущей способности.
Требуемый уровень огнестойкости зависит от назначения, площади, этажности, состава помещений и действующих нормативных требований. Поэтому вопрос пожарной безопасности склада нужно рассматривать в связке с конструктивной схемой здания.
Огнестойкость — часть общей системы здания
При проектировании склада важно учитывать все элементы, которые участвуют в обеспечении пожарной безопасности объекта:
- несущие металлоконструкции,
- узлы и компоновку каркаса,
- огнезащитные покрытия,
- стеновые и кровельные ограждающие конструкции,
- тип сэндвич-панелей для склада,
- толщину и свойства утеплителя,
- класс горючести материалов,
- конструкцию соединений и примыканий.
Огнестойкость — это не опция, которую можно выбрать уже после проектирования каркаса. Её стоит рассматривать как часть единой системы металлоконструкций и ограждающих решений. Так можно обеспечить достаточную пожарную безопасность.
Как обеспечить огнестойкость для разных типов конструкций
Для каркаса из чёрного металла
Требуемая степень огнестойкости обеспечивается в составе проектного решения. Для этого проводят расчёты, подбирают сечения, компоновку конструкции, применяют конструктивную огнезащиту — увеличение сечения элементов либо огнезащитные составы.
Такой подход позволяет адаптировать здание под требования объекта: от стандартных складов до более сложных логистических комплексов с повышенными требованиями к пожарной безопасности.
Каркас на высокопрочной стали PW420
В этом случае огнестойкость также обеспечивается в рамках общей конструктивной схемы. При этом часто удаётся уменьшить площадь поверхностей, которым требуется защита: за счёт более компактных сечений, рациональной компоновки рамы и распределения нагрузки.
То есть высокопрочная сталь — не только инструмент снижения металлоёмкости, но и один из факторов конструктивной оптимизации при выполнении требований к огнестойкости.
Лёгкие стальные конструкции Spider 2.0
Для Spider 2.0 огнестойкость подтверждена испытаниями. В рамках испытаний проверяли не отдельные профили, а фрагменты реальных несущих конструкций под нагрузкой. Использовали колонны и элементы покрытия в вариантах, которые применяют на практике:
- профилированный лист без утеплителя,
- сэндвич-панели,
- мембранную кровлю.
По результатам испытаний подтвердили:
- для несущих конструкций — IV степень огнестойкости,
- для кровельной системы — до II степени,
- для стеновых систем — до I степени.
Как учесть требования в проекте
Решения по каркасу, ограждающим конструкциям и пожарной безопасности должны быть связаны на одной стадии проектирования. Если сначала выбрать каркас, а затем отдельно подбирать стеновые и кровельные системы, есть риск получить рассогласование по:
- степени огнестойкости,
- типу узлов,
- нагрузкам на элементы,
- монтажной схеме,
- итоговой стоимости реализации.
Поэтому параметры огнестойкости стоит фиксировать уже на стадии проекта металлоконструкций. И далее передавать в деталировочные чертежи вместе с узлами и спецификациями.
Специалисты ССР помогут рассчитать конструктивную схему под конкретный объект.
Или свяжитесь с нами: order@steelsolutions.severstal.com | 8 (800) 444‑90‑14
Вопросы и ответы
Лёгкие стальные конструкции или чёрный металл: что выбрать для пролёта 24 м?
Такой проект может быть реализован разными способами — выбор зависит не только от ширины здания, но и от высоты, нагрузок, требований по огнестойкости и назначения объекта.
Spider 2.0 может применяться при пролёте до 24 м, если:
- высота находится в допустимых пределах,
- нагрузки остаются низкими или средними,
- в здании не предусмотрены мостовые краны,
- отсутствует тяжёлое технологическое оборудование.
Если параметры объекта выходят за эти границы, как правило требуется классический каркас из чёрного металла. Внутри этой схемы дополнительно можно рассмотреть оптимизацию на PW420 — если требуется снижение металлоёмкости или более эффективное конструктивное решение.
Какие документы подтверждают R15 и IV степень огнестойкости Spider 2.0?
Подтверждение огнестойкости основано на результатах натурных испытаний несущих конструкций под нагрузкой.
Эти показатели огнестойкости опираются не на теоретическую оценку отдельных элементов, а на испытания конструкций в сборе при условиях, которые максимально приближены к реальным.
Что сильнее всего влияет на массу каркаса?
Основные факторы:
- пролёт и сетка колонн — чем больше пролёт и чем реже расположены опоры, тем выше нагрузка на элементы каркаса;
- высота здания;
- эксплуатационные нагрузки — стеллажи, мезонины, оборудование, краны;
- снеговой и ветровой район строительства;
- выбранная марка стали и конструктивная схема.
На цену тонны также влияют сложность узлов, объём сварки, количество усилений и трудоёмкость изготовления.
Какая огнестойкость нужна складу класса А?
II степень огнестойкости — типовое требование для класса А.