Введение: Почему шаг каркаса — это вопрос не удобства, а прочности
Сэндвич-панели — это комплексная система, где несущий каркас и ограждающие конструкции работают в тандеме. Шаг каркаса (расстояние между осями прогонов или стоек) — это ключевой параметр, от которого напрямую зависят:
1. Несущая способность: Способность панели выдерживать ветровые, снеговые (для кровли) и эксплуатационные нагрузки без недопустимых прогибов или разрушения.
2. Герметичность: Слишком широкий шаг приводит к чрезмерному прогибу панели. Это вызывает деформацию замков, образование щелей, протечки на кровле и мостиков холода.
3. Долговечность: Постоянная вибрация и прогиб под нагрузкой ускоряют усталостный износ металла и разрушение замковых соединений.
Выбор шага — это всегда компромисс между экономией (меньше элементов каркаса — дешевле конструкция) и надежностью (меньший шаг — прочнее и долговечнее система).
1. Ключевые факторы, влияющие на шаг каркаса
На шаг несущего каркаса влияет несколько взаимосвязанных параметров, которые необходимо рассматривать в комплексе.
1.1. Тип и толщина панели
- Наполнитель: Панели с жестким наполнителем (Пенополистирол, Полиуретан) имеют более высокую прочность на изгиб по сравнению с менее жесткой минеральной ватой при прочих равных. Поэтому для минваты шаг часто требуется делать меньше.
- Толщина панели: Это главный фактор. Чем толще панель, тем выше ее жесткость и момент сопротивления изгибу. Панель толщиной 150 мм выдержит значительно большую нагрузку при том же шаге, чем панель 80 мм, или позволит увеличить шаг каркаса при той же нагрузке.
- Толщина и прочность металлических облицовок: Прочностные характеристики стали (предел текучести) и толщина металла (0,5; 0,6, 0,7 мм) также вносят свой вклад в общую несущую способность.
1.2. Вид нагрузки
- Для кровли: Основная нагрузка — снеговая. Ее величина нормируется для каждого региона (карты СП 20.13330.2016). Например, для средней полосы России это 180-240 кг/м², для южных регионов — меньше, для северных — больше. Дополнительные нагрузки: вес человека при монтаже и обслуживании (эксплуатационная нагрузка — обычно 70-100 кгс), ветровая нагрузка.
- Для стен: Основная нагрузка — ветровая. Она зависит от региона, высоты здания, типа местности (открытая, городская) и аэродинамики здания (с наветренной или подветренной стороны давление разное).
1.3. Схема опирания
Однопролетная: Панель свободно лежит на двух опорах. Это самая распространенная и наименее выгодная с точки зрения несущей способности схема.
Двухпролетная (неразрезная): Панель перекрывает три опоры. Такая схема значительно снижает изгибающий момент и позволяет увеличить шаг каркаса или толщину панели. Именно эту схему чаще всего используют для кровли.
Многопролетная (несколько пролетов): Панель проходит над многими прогонами. Дает максимальную эффективность.
2. Методология расчета: От сложного к простому
Точный расчет выполняют проектировщики с помощью специализированного ПО (например, SCAD), учитывая все вышеперечисленные факторы. Однако для понимания сути можно использовать упрощенный метод.
Основная формула, связывающая параметры:
q = (σ * W) / (k * L²)
где:
`q` — распределенная нагрузка на панель (снег, ветер, вес), [кН/м²]
`σ` — допустимое напряжение в материале облицовки, [кН/м²]
`W` — момент сопротивления сечения панели, [м³] (зависит от толщины и профиля облицовки)
`L` — шаг каркаса (длина пролета), [м]
`k` — коэффициент, зависящий от схемы опирания (например, для однопролетной балки k=8, для двухпролетной k=2.3)
Что это значит на практике?
При заданной нагрузке (`q`) и выбранной панели (ее `W` и `σ`) мы можем найти максимально допустимый шаг `L`. И наоборот, при заданном шаге можно проверить, выдержит ли панель нагрузку.
3. Практические таблицы: Рекомендованный шаг каркаса
Следующие таблицы основаны на усредненных данных от ведущих производителей сэндвич-панелей для панелей с облицовками из стали с покрытием толщиной 0,5-0,6 мм.
Важно: это ориентировочные значения! Окончательное решение должно быть закреплено в проекте.
Таблица 1: Шаг прогонов для СТЕНОВЫХ панелей
(Расчетная ветровая нагрузка ~ 100 кгс/м²)
| Толщина панели | Наполнитель | Рекомендуемый шаг стоек/прогонов | Примечания |
| 50мм | Минвата, ПСБ, ПИР | 1,0-1,5 м | Для невысоких зданий в не самых ветреных регионах |
| 80мм | Минвата, ПСБ, ПИР | 1,5-2,0 м | Наиболее распространенное решение |
| 100мм | Минвата, ПСБ, ПИР | 2,0-2,5 м | Для высотных зданий или регионов с высокой ветровой нагрузкой |
| 120мм | Минвата, ПСБ, ПИР | 2,5 — 3,0 м | Эффективно для больших пролетов |
| 150мм | Минвата, ПСБ, ПИР | 3,0 — 3,5 м | Максимальная жесткость, позволяет значительно экономить на каркасе |
Вывод для стен: С увеличением толщины панели жесткость растет, что позволяет ставить стойки каркаса реже. Для стандартных объектов часто останавливаются на панели 100-120 мм с шагом 2.0-2.5 м.
Таблица 2: Шаг прогонов для КРОВЕЛЬНЫХ панелей (двухпролетная схема)
(Расчетная снеговая нагрузка ~ 180 кгс/м² для центральной России)
| Толщина панели | Наполнитель | Рекомендуемый шаг прогонов | Примечание |
| 80мм | Минвата | 1,2 — 1,5 м | Минимально допустимо для небольших нагрузок |
| 80мм | ПСБ, ПИР | 1,5 — 1,8 м | Жесткие наполнители позволяют увеличить шаг |
| 100мм | Минвата | 1,5 — 2,0 м | Распространенное решение для отапливаемых складов |
| 100мм | ПСБ, ПИР | 2,0 — 2,3 м | Хороший баланс цены и прочности |
| 120мм | Минвата | 1,8 — 2,3 м | Надежный вариант для большинства промышленных объектов |
| 120мм | ПСБ, ПИР | 2,3 — 2,7 м | Экономия на количестве прогонов |
| 150мм | Минвата | 2,3 — 3,0 м | Для повышенных снеговых нагрузок |
| 150мм | ПСБ, ПИР | 3,0 — 3,5 м | Максимальный шаг, требует точного расчета |
Вывод для кровли: Влияние наполнителя здесь выражено сильнее. Для ответственных объектов и при использовании минваты шаг редко превышает 2.5 м, в то время как с ПИР можно смело идти на шаг 3.0 м и более.
4. Специальный случай: Шаг каркаса под тяжелое оборудование
Если на кровле планируется установка внешних блоков кондиционеров, вентиляционного оборудования или солнечных батарей, нагрузка в этих точках резко возрастает. В этом случае:
1. Локальное усиление: Под место установки оборудования обязательно монтируется дополнительный прогон или устраивается силовая рама, которая распределяет точечную нагрузку на несколько основных прогонов.
2. Уменьшение общего шага: Если оборудование распределено по всей кровле, общий шаг прогонов нужно рассчитывать исходя из этих повышенных нагрузок, что ведет к его уменьшению.
Заключение: Алгоритм выбора шага каркаса
1. Определите нагрузки: Узнайте нормативную снеговую и ветровую нагрузку для вашего региона (можно найти в СП 20.13330.2016 или заказать у проектировщика).
2. Выберите тип и толщину панели: Исходя из задач утепления (теплотехнический расчет) и предполагаемых нагрузок.
3. Рассмотрите схему опирания: Для кровли старайтесь использовать двухпролетную схему — это сразу даст выигрыш в прочности.
4. Воспользуйтесь таблицами производителя: напишите нам на почту info@vektorstal48.ru или позвоните 8 (4742) 39-77-88
5. Закажите расчет у специалиста: Для стандартного склада можно ориентироваться на таблицы. Для сложных объектов, зданий с большими пролетами, нестандартными формами или в регионах с экстремальными нагрузками — расчет профессионала строго обязателен.
Правильно подобранный шаг каркаса — это гарантия того, что ваше здание будет не просто стоять, а будет надежно служить десятилетиями, экономя ваши средства на ремонте и отоплении.
Выбрать и оставить заявку на сэндвич-панели можно в этом разделе сайта а если вас интересует профнастил то в этом разделе сайта или позвонить нам 8 (4742) 39-77-88 или написать нам на почту info@vektorstal48.ru
