Прогоны по криволинейным плоскостям сложных покрытий

Прогоны по криволинейным плоскостям сложных покрытий — несущие элементы для арочных, сводчатых, купольных и волнистых кровель, изготовленные из профиля с переменной кривизной по длине. ГК «СтилКонстракшн» с 2020 года проектирует и производит такие прогоны для спортивных сооружений, выставочных павильонов, торговых центров и промышленных зданий с архитектурными покрытиями. Завод в Брянске площадью 5000 м² оснащён трубогибочными станками с ЧПУ для гибки профиля радиусом от 3 до 50 метров, а также сварочным оборудованием для сборки составных прогонов. Команда из 14 специалистов выполнила 65+ проектов с криволинейными прогонами для покрытий площадью от 500 до 12 000 м².

Типы криволинейных покрытий

Прогоны для криволинейных покрытий изготавливаются под четыре основные геометрические схемы:

• Арочные покрытия — прогоны выгибаются по дуге окружности радиусом 12–36 м. Стрела подъёма арки составляет 1/5–1/8 от пролёта. Применяются в ангарах, складах, спортивных манежах. Сечения прогонов: ГЗП 100×50–180×100 мм, швеллер 10–18, двутавр 16–24. Шаг прогонов 1,5–3 м.
• Сводчатые покрытия — поверхность образована цилиндрическим сводом (радиус 8–20 м) или пологой параболой. Прогоны устанавливаются перпендикулярно направлению свода. Применяются в торговых центрах, выставочных залах, ангарах для авиатехники. Сечения: ГЗП 120×60–200×120 мм, швеллер 12–20.
• Купольные покрытия — прогоны расположены по меридианам или параллелям купола радиусом 10–30 м. Угол раскрытия купола 60–120°. Применяются в спортивных аренах, концертных залах, планетариях. Сечения: ГЗП 140×140–200×200 мм (квадратный профиль равнопрочен в обоих направлениях изгиба).
• Волнистые покрытия — чередование выпуклых и вогнутых участков (синусоида, циклоида). Длина волны 6–12 м, амплитуда 0,5–1,5 м. Применяются в архитектурных объектах (музеи, театры, выставочные павильоны). Сечения: ГЗП 100×100–160×160 мм, гнутосварной профиль переменного сечения.

Тип покрытия	Радиус кривизны, м	Сечение прогона	Шаг, м	Цена, руб/м
Арочное	12–36	ГЗП 100×50–180×100	1,5–3	от 1 800
Сводчатое	8–20	ГЗП 120×60–200×120	2–4	от 2 200
Купольное	10–30	ГЗП 140×140–200×200	2–6	от 2 600
Волнистое	3–8	ГЗП 100×100–160×160	1–2	от 3 400

Технология изготовления

Производство прогонов для криволинейных покрытий включает:

1. Расчёт кривизны — по архитектурным чертежам определяем координаты точек кривой (шаг 500–1000 мм), радиус кривизны R, угол загиба α. Для сложных поверхностей (параболы, синусоиды) выполняем аппроксимацию дугами окружностей с переменным радиусом. Результат — карта гибки с указанием углов загиба для каждого участка прогона.
2. Гибка профиля — трубы прямоугольного или квадратного сечения 100×50–200×200 мм с толщиной стенки 4–8 мм гнём на трубогибочном станке с ЧПУ. Радиус гибки: минимальный Rмин = 3·h (где h — высота профиля), максимальный Rмакс = 50 м. Точность радиуса ±1%, точность угла ±0,2°. Для швеллеров и двутавров применяем вальцовку на профилегибочном стане.
3. Контроль геометрии — проверяем кривизну прогона по шаблону (деревянная рейка с вырезом по дуге) или лазерным сканером. Отклонение от проектной кривой не более ±5 мм на длине 6 м, ±10 мм на длине 12 м. Скручивание профиля не более 2° на 1 м длины.
4. Изготовление узлов — к торцам прогонов привариваются опорные пластины или фланцы с отверстиями под болты. Угол наклона пластины подбирается так, чтобы болты были перпендикулярны касательной к кривой в точке опирания. Для арочных прогонов применяем пластины с овальными отверстиями, позволяющими регулировать положение прогона при монтаже (±10 мм).
5. Сварка составных прогонов — прогоны длиной более 12 м собираем из секций, соединённых на заводе через фланцевые или накладочные узлы. Сварные швы выполняются сварщиками с аттестацией НАКС. Контроль: ВИК 100%, УЗК стыковых швов.
6. Антикоррозионная защита — дробеструйная обработка до степени Sa 2½, грунтовка ГФ-021 (60 мкм), эмаль ПФ-115 (100 мкм) или порошковая окраска (толщина 120–180 мкм). Для объектов с высокими эстетическими требованиями применяем окраску по RAL.

Области применения

Прогоны для криволинейных покрытий применяются в объектах с архитектурными и функциональными требованиями:

• Спортивные сооружения — ледовые дворцы, манежи, стадионы с арочными или купольными покрытиями. Прогоны устанавливаются на фермы радиусом 18–36 м с шагом 2–4 м. Воспринимают снеговую нагрузку 180–400 кг/м², вес профлиста 8–12 кг/м², ветровую нагрузку (отсос) 60–120 кг/м².
• Торговые и выставочные центры — атриумы, торговые залы, выставочные павильоны со сводчатыми покрытиями. Прогоны перекрывают пролёты 12–24 м, создают светопрозрачные кровли из поликарбоната или стеклопакетов. Нижний пояс прогонов служит опорой для подвесных потолков и светильников.
• Промышленные здания — ангары для хранения авиатехники, судов, крупногабаритного оборудования. Арочные покрытия без промежуточных колонн обеспечивают свободное пространство шириной до 36 м. Прогоны выдерживают крановые нагрузки от подвесных кранов-балок грузоподъёмностью до 10 т.
• Общественные здания — концертные залы, музеи, церкви с куполами и сводами. Прогоны изготавливаются из гнутосварного профиля переменного сечения для подчёркивания архитектурных форм. Окраска в цвета по RAL (белый, серебристый, золотой) подчёркивает эстетику конструкции.

Для спортивного манежа в Москве (2023 год) мы изготовили 120 арочных прогонов из ГЗП 180×100×6 мм радиусом 24 м. Пролёт арки — 42 м, стрела подъёма — 8 м, шаг прогонов — 3 м, площадь покрытия — 5 040 м². Прогоны выдерживают снеговую нагрузку 320 кг/м² и вес сэндвич-панелей 22 кг/м². Отклонение от проектной кривой не превысило ±6 мм. Подробности — в портфолио.

Расчёт криволинейных прогонов

При расчёте прогонов для криволинейных покрытий учитываем особенности работы изогнутого элемента:

• Изгибающий момент — прогон работает на изгиб в плоскости, перпендикулярной касательной к кривой. Максимальный момент возникает в середине пролёта (для арки) или в точках перегиба (для волнистого покрытия). Проверка прочности: M/Wx ≤ Ry (где M — момент, Wx — момент сопротивления сечения, Ry — расчётное сопротивление стали).
• Распор — арочный прогон создаёт горизонтальную реакцию на опорах H = q·L²/(8·f), где q — нагрузка, L — пролёт, f — стрела подъёма. Распор воспринимается затяжками (стальные тяги диаметром 16–36 мм) или упорами в фермы. Для пологих арок (f < L/10) распор достигает 30–50% от вертикальной реакции.
• Прогиб — проверяем по предельно допустимым значениям: L/150 для арочных покрытий, L/200 для сводчатых, L/250 для купольных. Прогиб определяем численными методами (метод конечных элементов в ПК SCAD) или по упрощённым формулам для дуги окружности.
• Устойчивость — криволинейный прогон проверяем на устойчивость плоской формы изгиба (выход из плоскости кривой). Критическая нагрузка зависит от радиуса кривизны: чем меньше радиус, тем выше устойчивость. Для прогонов с R 20 м применяем связи, раскрепляющие сжатую зону (расстояние между связями не более 3 м).

Этапы работы

1. Архитектурные чертежи — вы предоставляете 3D-модель покрытия или чертежи с указанием радиусов кривизны, стрел подъёма, координат опорных точек. Наш инженер анализирует геометрию, определяет расчётную схему прогонов.
2. Расчёт и проектирование — выполняем статический расчёт прогонов на прочность, жёсткость, устойчивость. Подбираем сечения профиля, разрабатываем узлы крепления к фермам или колоннам, определяем необходимость затяжек или связей. Оформляем чертежи КМ и КМД. Срок — 5–7 рабочих дней.
3. Коммерческое предложение — формируем КП с указанием стоимости профиля, гибки, изготовления узлов, АКЗ, доставки. Готовим за 2 часа после завершения расчёта.
4. Производство — изготовление прогонов занимает 21–35 рабочих дней (зависит от радиуса кривизны, длины прогонов, объёма партии). Контроль: геометрия кривой, прямолинейность узлов, качество сварки, толщина покрытия.
5. Отгрузка и монтаж — доставляем прогоны на объект. Выполняем шеф-монтаж для контроля установки по проектной кривой или полный монтаж с использованием автокрана и геодезического оборудования (тахеометр, нивелир).

Часто задаваемые вопросы

Для заказа прогонов по криволинейным плоскостям или консультации по расчёту кривизны свяжитесь с нами по телефону +7 (499) 350-85-45 или email sale@gk-sc.ru. Наши инженеры выполнят расчёт прогонов под вашу геометрию покрытия, подберут оптимальное сечение и подготовят коммерческое предложение. ГК «СтилКонстракшн» — производство металлоконструкций для архитектурных объектов любой сложности.