СФТК в строительстве¶

СФТК — сокращение от «свободноформованная трубчатая конструкция» (встречается также расшифровка «сборная ферменная трубчатая конструкция»); обозначение семейства несущих конструкций зданий и сооружений, собранных из стальных трубчатых элементов, соединённых в пространственную ферменную систему. СФТК относится к классу лёгких металлических конструкций и применяется в промышленном, гражданском и общественном строительстве там, где требуется перекрытие больших пролётов при минимальной массе каркаса.

¶Общие сведения

Трубчатые сечения обладают высокой устойчивостью к потере формы при сжатии, равномерно распределённым сопротивлением по всем направлениям и хорошей аэродинамикой, поэтому конструкции из труб экономически оправданы при протяжённых элементах. СФТК строятся по принципу пространственной фермы: узлы соединяют несколько труб, образуя жёсткий каркас, воспринимающий нагрузки во всех трёх направлениях.

Основные достоинства СФТК:

• малый вес каркаса относительно перекрываемой площади;
• возможность перекрытия пролётов без промежуточных опор;
• сборка на объекте из заводских элементов;
• относительно простая логистика — труба транспортируется компактнее листового проката;
• устойчивость к сейсмическим и ветровым нагрузкам.

¶Конструктивные особенности

Каркас СФТК состоит из верхнего и нижнего поясов, связанных вертикальными и диагональными стойками. Трубчатые элементы изготавливают из углеродистой или низколегированной стали (сталь 09Г2С и аналоги), соединение узлов выполняют сваркой или болтовыми соединениями с фланцами. Толщина стенки и диаметр подбираются расчётом на сжатие, изгиб и устойчивость.

Существует два основных конструктивных подхода:

1. Классические ферменные СФТК — элементы соединяются в узлах, образующих правильные геометрические фигуры (треугольники, пирамиды).
2. Свободноформованные конструкции — труба гнётся по заданной кривизне, каркас принимает криволинейную форму (сферическую, параболическую, волнообразную).

¶Применение

СФТК широко используются при строительстве:

• Промышленных зданий — цехов, складов, ангаров с большими пролётами.
• Общественных сооружений — стадионов, выставочных павильонов, торговых центров.
• Инженерных объектов — опор ЛЭП, мостовых конструкций, телебашен.
• Архитектурных объектов — навесов, остеклённых фасадов, декоративных покрытий.

В России трубчатые конструкции применяются с середины XX века; одним из ранних примеров является покрытие Центрального стадиона имени В. И. Ленина (Лужники), где использованы пространственные фермы. В 2000-х годах СФТК получили распространение при строительстве олимпийских объектов в Сочи, аэропортов и крупных торговых комплексов.

¶Расчёт и проектирование

Расчёт СФТК выполняется по методикам СП 16.13330 («Стальные конструкции») и СП 20.13330 («Нагрузки и воздействия»). Учитывается собственный вес конструкции, снеговая и ветровая нагрузка, температурные деформации. Для свободноформованных конструкций применяются методы конечных элементов (МКЭ) с учётом геометрической нелинейности.

¶См. также

• Пространственные фермы
• Стальные конструкции
• Металлические каркасы зданий

¶Источники

• СП 16.13330.2017 «Стальные конструкции»
• СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия»
• Справочник «Металлические конструкции» под ред. Л. И. Новожилова
• Практическое пособие по проектированию трубчатых конструкций