Какая рама лучше для велосипеда. Металлическая рама для проема. Недостаки титановой рамы

Велосипедная рама призвана удерживать руль перед владельцем, а колеса - под ним. Существует множество форм, металлов, цветов и конструкций рам. Именно рама должна быть первым существенным фактором при выборе всего велосипеда, как при его сборке, так и при выборе готового экземпляра в магазине. Ведь рама определяет предназначение, которое будет выполнять велосипед, посадку наездника, суть и тяжесть обвесов и креплений. Также это оказывает большое значение на конечный вес велосипеда. А какая разница, какого веса будет велосипед?

Велосипед с алюминиевой рамой

Какая разница, сколько весит велосипед

Существует три базовых параметра, которые влияют на вес велосипеда - его устойчивость на дорожном покрытии, управляемость во время маневров и инерция. Последний параметр учитывает не только саму инерцию, но и энергию, которую нужно затратить для ее компенсации. Как бы странно это не звучало, но когда падает вес велосипеда, то все эти показатели улучшаются. Здесь не работает правило - чем тяжелее, тем устойчивее, так как приходится часто менять центр тяжести, а инерцию сложнее компенсировать.

Так что вес всего велосипеда крайне важный параметр, а его рама несет большую часть веса.

Она может быть стальной рамой, алюминиевой или хромо-молибденовой. Иногда встречаются титановые экземпляры. Вес зависит не только от рамы, но и от всех частей комплекта в совокупности, а также от назначения велосипеда. Шоссейные варианты весят обычно 8-9 килограмм, горные варьируются - есть облегченные варианты с весом в 9 кг, средние взрослые аппараты весят до 11 кг, а экземпляры для даунхилла могут достигать среднего веса в 20 кг.

Отдельные спортивные велосипеды стоят дорого и весят строго выверенное количество кг, но слишком разнятся в зависимости от производителя и назначения, поэтому бессмысленно указывать средний их вес. Наиболее дешевые велосипеды-солянки из «Ашана» и других крупных гипермаркетов стоят мало, но комплектация у них как правило тяжелая, ненадежная и негармоничная. Кататься на таком будет неудобно, тяжело и он быстро придет в негодность, а ремонту они, как правило, не подлежат.

Стальная рама

Как стальная рама, так и рама из различных сплавов с участием стали имеют примерно одинаковый вес. Для того, чтобы рама была максимально прочной, в сплав добавляют хром или молибден. Такая добавка позволяет также делать необычные конструкции рамы - утонченные посередине и утолщенные к краям. Это делает раму более легкой и удобной, а интересный внешний вид привлекает внимание особенно в сочетании с оригинальным цветовым решением. По сравнению с алюминиевыми трубами для рамы эти получаются тоньше и эластичнее.

При использовании стальной рамы пропадает необходимость в установке на велосипед карбоновой вилки или рамы. Ведь чем будет гибче выполненная рама, тем дольше она будет служить своему хозяину. Для туристического велосипеда это будет лучшим вариантом, так как они недорогие, но при этом отлично поддаются мелкому ремонту. Проблема велосипеда из стали заключается в легком обретении коррозии и более тяжелым весом по сравнению с рамой из алюминия. К преимуществам этой рамы из такого материала можно отнести:

Отличную инерцию - после того, как владелец прекратил крутить педали, велосипед долгое время сохраняет отличную скорость;
Мягкая стальная рама - сталь смягчает силу удара и вибрацию, в сочетании с карбоновой вилкой превращает езду на велосипеде в сплошное удовольствие;
Изгиб - часто рама из стали изгибается под непривычными углами, что отлично помогает на поворотах;
Долговечность и отличная способность к ремонту материала - помочь сможет каждый второй сварщик.

Но такая рама имеет и небольшое количество недостатков, среди которых увеличенный вес - в самых облегченных вариантах такая рама будет весить на 1 - 1,5 кг больше, чем другие варианты.

Резкий разгон на такой раме тоже не получится.

Рама из алюминия

Сейчас чаще всего изготавливаются велосипеды с алюминиевой рамой. Такие экземпляры легче, более отзывчивы к неровностям дороги, недороги как в ремонте, так и в покупке, а еще они не подвержены коррозии. Жесткость и вес у такой рамы будет лучше, чем у стальной, но сам металл будет иметь меньшую плотность. Алюминиевая рама получается легкой и жесткой, хотя сам диаметр больше у трубы. Если сравнивать со сталью, то увеличение диаметра труб такой рамы приведет к более жесткому варианту, но вместе с тем и на порядок легче.

Ощущаться изменение жесткости практически не будет, но если это ощущается, то можно поставить на велосипед карбоновые вилки, которые будут смягчать дорогу.

Сломанная рама из алюминия

К преимуществам алюминиевой рамы можно отнести:

Лучшее среди возможных соотношение между весом и стоимостью конечного результата. Самая низкосортная рама не весит больше 2 кг, а хорошего качества - не более 1,5 кг;
Резкий и хороший разгон на любой местности;
Алюминий не подвергается коррозии металла;
Является лучшим вариантом для велосипедистов с большим весом.

Недостатки этой рамы прямо противоположны достоинствам рамы из стали.

Рама из такого материала не только быстро разгоняется, но и так же быстро теряет всю свою инерцию.
Она является жесткой - алюминий не может погасить вибрации при катании. В сочетании с ригидной вилкой и вовсе катание может превратиться в мучение.
Люди с маленьким весом с трудом будут на нем кататься.
Больше 10 лет такая рама не прослужит, так как накапливает свою усталость и в самый неподходящий момент просто лопнет.
Ремонту также подлежит далеко не каждая поломка такой рамы.

Пожалуй, самый кардинальный апгрейд велосипеда - это замена рамы. Именно рама задаёт характер байка, сильнее всего влияет на его ходовые качества, на внешний вид и, как следствие, на получаемое удовольствие от катания. На интернет-форумах сломано множество копий насчёт выбора того или иного материала рамы и данную тему можно смело отнести к разряду холиваров, но всё же я позволю себе порассуждать и изложу своё мнение.

Алюминиевые рамы

На протяжении многих лет алюминиевые рамы пользуются большой популярностью среди велосипедистов по всему миру. Хоть рамы и называются «алюминиевые», но изготавливают их не из чистого алюминия, а из сплава, ввиду того, что сам по себе алюминий довольно мягок. Таким образом примерно на 95% сплав состоит из алюминия, но также включает: магний, цинк, марганец, титан, хром, железо и др. В результате этого получаются такие популярные сплавы как 7005 и 6061, чаще всего используемые при изготовлении велосипедных рам. С целью увеличения прочности применяются трубы большого диаметра и с большей толщиной стенок. Многие алюминиевые рамы, с целью облегчения, обладают т.н. баттингом, что представляет собой переменную толщину стенок труб в разных местах, в зависимости от нагрузки. В результате рама получается достаточно лёгкой, жёсткой и прочной.

Вес алюминиевой рамы среднего уровня в размере 19” составляет около 2-2.5 кг, что позволяет собрать довольно лёгкий байк при весьма скромном бюджете. Что касается жёсткости, то это и хорошо, и плохо. Для участия в гонках, где важен рывок, динамичная езда стоя на педалях и чёткость управления, жёсткость будет плюсом. Но если говорить о продолжительных поездках на длинные дистанции, то езда на алюминиевой раме может вызвать некоторые неприятные ощущения в пояснице, спине и руках, особенно если у вас есть какие-либо проблемы с позвоночником. Причиной тому названная выше жёсткость, а также свойства материала - низкое внутреннее трение, в результате чего, вибрация от колёс очень хорошо передаётся велосипедисту через раму.

Одним из главных недостатков алюминиевых рам является их склонность к накоплению усталости и, как результат, неожиданным поломкам в самый неподходящий момент. Именно поэтому стоит с особой настороженностью относиться к б/у рамам из алюминиевого сплава возрастом более 10 лет, с приличным пробегом или подвергавшимся большим нагрузкам (например, в экстремальных дисциплинах). Также это актуально для жёстких алюминиевых вилок. Мало того, что езда на такой вилке крайне некомфортна, так ещё и сломаться может внезапно.

Так или иначе, но алюминиевые рамы продолжают пользоваться большой популярностью и на их базе собирают многие серийные модели велосипедов в нижнем и среднем ценовых сегментах. Пожалуй, цена здесь является основополагающим фактором. Ведь приобрести достаточно качественную раму из алюминиевого сплава можно даже за 5000-8000 руб.

В профессиональном велоспорте алюминиевые рамы уже давно не используются и их полностью вытеснил карбон, который по своим свойствам гораздо лучше подходит для дисциплин, где счёт времени идёт на секунды, а веса на граммы.

Карбоновые рамы

В профессиональном спорте карбон закрепился прочно и надолго, вряд ли в ближайшие годы что-то сможет его вытеснить. Технологии продолжают оттачивать, выпускают новые модели рам, обладающие большей жёсткостью, прочностью, лучшей аэродинамикой и меньшим весом. Вместе с этим карбоновые рамы и компоненты перестали быть привилегией исключительно профессионалов и, чем дальше, тем больше, проникают в ряды велосипедистов-любителей. Вместе с этим появилась масса статей и тем на форумах с весьма неоднозначными мнениями насчёт карбоновых рам. Могут вызвать недоумение статьи, где автор рассказывает о том, какой карбон классный, надёжный и прочный, но потом сам себе противоречит и говорит о том, что он всё же немного хрупкий. Так всё же, надёжный или хрупкий? Давайте разберёмся.

На самом деле так и есть, карбон одновременно и прочен, и хрупок, как бы это странно не звучало. На растяжение карбон гораздо прочнее алюминиевого сплава, но что касается излома или сильных точечных ударов, то здесь всё уже не так хорошо. Можно подвергать карбоновую раму высоким нагрузкам при езде по пересечённой местности, прыжках, даже перевозить тяжёлое туристское снаряжение в походе и не переживать, что карбон не выдержит и вдруг сложится. Но иногда может случиться так, что велосипед неудачно упадёт на острый камень, угол стены или получит удар при транспортировке в электричке, поезде или самолёте. Таких случае довольно много. Какова вероятность того, что такое произойдёт конкретно в вашем сценарии использования - вопрос другой. Правда не стоит думать, что карбон действительно настолько хрупкий и способен разрушиться от любого маломальского удара. В большинстве случаев всё должно обойтись поверхностным сколом лака, слой которого также обеспечивает дополнительную защиту карбона. При нормальном использовании карбоновая рама может прослужить очень долго, ведь карбон практически не накапливает усталость.

Последнее время большую популярность получили бюджетные (относительно) китайские карбоновые рамы. В первую очередь это обусловлено ценой - около 13000-15000 руб., что более чем в два раза ниже стоимости моделей известных брендов. Стоит ли покупать такую раму? Если очень хочется попробовать карбон, но нет возможности приобрести раму известного производителя, то это единственный вариант. Но нужно учитывать, что карбон карбону - рознь. Бюджетная карбоновая рама неизвестного происхождения может быть не такой лёгкой и надёжной, не обладать продуманной геометрией, в общем, существенно проигрывать брендовым образцам. Но, так или иначе, позволит вам получить представление о том, что такое карбоновая рама и как она себя ведёт.

Нужен ли карбон мне?

Для того, чтобы вам было проще определиться, я предлагаю ответить для себя на ряд вопросов:

Вы готовы потратить только на одну раму 30000+ рублей?
Вы готовы потратить ещё около 60000 на остальные компоненты, которые будут соответствовать уровню рамы?
Вы будете участвовать в гонках и бороться за призовые места?
Вам точно не будет жалко рубиться на гонках на подобном велосипеде? 🙂
Вы не планируете ездить в походы и не будете транспортировать байк в электричках или поездах вповалку с другими велосипедами?
У вас есть ещё один велосипед попроще на каждый день?
Вам важен «вау-эффект», производимый на окружающих?

В случае уверенных положительных ответов на эти вопросы, можно предположить, что да, скорее всего вам действительно нужен велосипед на карбоновой раме. Если же вам, в первую очередь, важны надёжность и долговечность, вы не собираетесь завоёвывать призовые места на соревнованиях, а кошелёк не тянет карман, то не стоит гнаться за трендами. В этом случае обратите внимание на более доступные и испытанные временем материалы, например, сталь.

Стальные рамы

Хотите прикоснуться к настоящей классике? Купите качественную стальную раму. Многие десятилетие большинство велосипедов собирались именно на стальных рамах, начиная от детских Школьников, заканчивая Colnago профессионального уровня. В начале 90-х годов, в профессиональном велоспорте, стальные рамы очень быстро были вытеснены алюминиевыми, а затем и карбоновыми. Что касается более бюджетных велосипедов, то здесь сталь до сих пор в ходу, причём очень даже разная.

Самые простые и бюджетные - рамы из низкоуглеродистой стали, чуть более дорогие - из легированной (high tensile, hiten steel). Первые используются на велосипедах самой низкой ценовой категории и иногда их называют рамами из кроватных или водопроводных труб. Действительно, характеристики их вряд ли можно назвать выдающимися, особенно первых. Такие рамы обладают большим весом (4-5 кг) и довольно сильно подвержены коррозии. Тем не менее стоят они недорого, крепки и ремонтопригодны и хорошо гасят вибрации.

Самые лучшие и интересные стальные рамы изготавливают из хромомолибденовой стали (CrMo). Некогда легендарные ХВЗ, Colnago, Bianchi, Pinarello и многие другие известные производители шоссейных и горных рам имели в своём арсенале множество моделей хромомолибденовых рам разного уровня, от средних любительских, до топовых профессиональных, на которых множество раз одерживали победы на культовых мировых велогонках, таких как: Tour de France, Giro d’Italia, Paris-Roubaix и многих других. Конечно, на сегодняшний день, в профессиональном велоспорте, сталь (даже такая качественная) уже много лет не используется, но многие производители продолжают изготавливать хромомолибденовые рамы, как шоссейные, так и горные, которые пользуются большой популярностью у ценителей классики и велотуристов, которым важна максимальная надёжность, ремонтопригодность и комфорт при передвижении по дорогам с самым разным покрытием.

Хромомолибденовые рамы очень стойки к накоплению усталости. Даже, если случилось так, что хромомолибденовая рама сломалась, то, как правило, это происходит не резко, а постепенно. Были случаи, когда у хромомолибденовых рам в тяжёлых походах появлялась трещина, но они выдерживали, не ломались, и позволяли закончить маршрут. Почти 10 лет назад ко мне попала хромомолибденовые рама Jamis Exile XC. Фотографии этого велосипеда вы можете наблюдать на страницах этого сайта. Так вот рама попала ко мне уже сильно побитой жизнью. Она долго лежала в неотапливаемом гараже, в результате чего начала ржаветь. Резьбу карточного узла мне пришлось тщательно очистить, обработать преобразователем, а после пролить всю раму мовилем. Кроме того на верхней трубе рамы есть вмятина, а также присутствует небольшое искривление задних перьев, таким образом заднее колесо оказалось немного в стороне. Тем не менее это мой основной велосипед на все случаи жизни, который я использую круглый год на протяжении 9 лет.

Велосипед на хромомолибденовой раме очень комфортен. Благодаря свойствам материала - высокому внутреннему трению и хорошей пластичности, байк на хромолевой раме буквально играет под велосипедистом, что очень хорошо чувствуется при езде по мелким неровностям, например, “стиральной доске” или каменистому грейдеру. Конечно, в случае использования велосипеда для гонок, мягкость можно отнести к недостаткам, нежели к плюсам. Но если в приоритете для вас комфорт при передвижении по разным дорогам и при их полном отсутствии, то хромоль - очень хороший вариант.

Бытует мнение, что стальные рамы очень тяжёлые. Но это совершенно не относится к качественным хромомолибденовым рамам. Если, конечно, не сравнивать их с карбоном. А вот с алюминиевыми вполне можно сравнить и преимущество будет не всегда за последними. Конечно, лёгкие хромомолибденовые рамы довольно дороги и могут стоить 20000-30000 руб. и более. Но есть варианты и подешевле, к тому же, в случае хромомолибденовых рам, не стоит сильно бояться Б/У, как с алюминиевыми. Мне мой Jamis достался почти бесплатно, можно сказать, что я его спас 🙂

Титановые рамы

Вот мы и добрались до моего любимого титана. Именно велосипед на титановой раме олицетворяет для меня максимальную универсальность, надёжность и является моим выбором. Напомню, что уже более 12 лет я владею велосипедом на базе рамы Titerra Ti-M19, некоторое время назад я писал о нём в статье и рассказывал в видео.

Титановые рамы обладают весом, сравнимым с лучшими алюминиевыми образцами, прочностью и комфортом, присущим хромомолибденовым рамам, но при этом практически не боятся коррозии и обладают фантастической долговечностью. Замечу, что пункт про долговечность имеет силу, если при изготовлении были соблюдены все технологии. В противном же случае рама может быстро сломаться и починить её уже будет не так просто, поскольку требования к условиям обработки титана весьма высоки, что напрямую отражается на ремонтопригодности изделия, особенно при отсутствии необходимых условий. Но если технология была соблюдена, то титановая рама будет служить вам десятилетиями, ещё и на внуков с правнуками хватит.

При изготовлении титановых рам применяется сплав, содержащий и другие элементы, а не только титан в чистом виде. Такие сплавы называются Titanium alloys. Так, например, самыми популярными сплавами, используемыми в производстве велосипедных рам являются 3AL-2.5V (3% Алюминий и 2.5% Ванадий) и 6AL-4V (6% Алюминий и 4% Ванадий). Зачастую данные сплавы комбинируются и используются в разных частях одного изделия. Также применяются и другие сплавы, например, известная фирма Rapid использует в своих рамах аэрокосмический сплав ОТ-4 и ПТ-7М.

Что касается предназначения титановых рам, то круг их применения весьма широк: круглогодичная и ежедневная эксплуатация в городе, сложные многодневные походы, бреветы, покатушки по любым типам дорог, сопряжённые с длительными пешими переходами, где велосипед приходится тащить буквально на себе. Разве что сюда я не стану относить гонки, где важна высокая жёсткость рамы, позволяющая обеспечить максимальный рывок и острое управление. Поскольку титан мягок, то он имеет некоторые потери при педалировании, особенно при силовом. Также, в случае эксплуатации велосипеда с титановой рамой людьми весом 100 кг и более, может быть заметна излишняя мягкость, вплоть до ощущения, что рама под вами просто болтается. Конечно, это во многом зависит от конкретной модели рамы.

Визуально велосипед на титановой раме выглядит совершенно неброско. Титан довольно редко красят и если нужно добиться эффектного внешнего вида, то его полируют до приобретения блеска. Большинство же рам продаются не полированными и для обывателей представляют собой просто серую железяку. Это, несомненно, можно отнести к плюсам. Несмотря на свою немалую стоимость, титановые велосипеды привлекают к себе гораздо меньше внимания, нежели разукрашенные алюминиевые или модные карбоновые, которые иногда так и кричат: «Эй, возьми меня, я такой классный!». Даже знаю случай, когда во время покатушки группа остановилась у сельского магазина, прислонили велосипеды и ушли. Титановый велосипед был прислонен последним. Когда люди вышли из магазина, то обнаружили, что титан (который был самым первым) валяется в стороне, а вот нового алюминиевого байка след простыл. Конечно, не стоит рассчитывать, что это работает всегда и спокойно оставлять велосипед где попало, но плюсом это, несомненно, является.

Самым большим недостатком титановых рам является их высокая цена, которая может быть эквивалентна брендовым карбоновым изделиям и даже превышать их стоимость. Так, например, б/у титановая рама, которой уже стукнуло 15 лет, может легко продаваться за 20000 руб., при этом нельзя сказать, что это сильно завышенный ценник. Цены на новые отечественные титановые рамы начинаются от 45000 руб. Поэтому, если вы решили собрать велосипед на титановой раме, то перед этим нужно взвесить все «за», «против» и понять, для чего всё это надо и стоит ли игра свеч. Во многих случаях хромомолибденовая рама может стать отличной альтернативой титану за существенно меньшие деньги.

Что касается моды и трендов, то титан держится особняком от рам из других материалов. В кругах продвинутых велосипедистов это выглядит примерно так: алюминий - массовые велосипеды, мало примечательные и обыденные; карбон - удел гонцов и продвинутых велосипедистов; хромомолибден - для ценителей классики и велосипедов старой школы. С титаном ситуация особая. Для него не действуют выражения вроде «классика» или «в тренде», он находится в другой параллели, вне времени и, если вы постигли дзен титановых байков, то уже вряд ли сможете пересмотреть свои взгляды.

Заключение

Конечно, помимо алюминиевых, карбоновых, стальных и титановых, есть велосипедные рамы и из других, гораздо более экзотичных сплавов и материалов, например, магниевые или скандиевые рамы. Но на сегодняшний день в продаже их найти весьма сложно, даже под заказ, да и насколько мне известно, интерес к ним уже сильно поубавился, в сравнении с тем, каким он был лет 10-15 назад.

Что касается выбора материала рамы для своего велосипеда, то здесь нужно подумать и определиться, как именно он будет эксплуатироваться. Каждый материал по-своему хорош, но и имеет свои слабые стороны. Если речь идёт о сборке бюджетного велосипеда, то скорее всего выбор будет ограничен алюминиевыми и стальными рамами. В случае вашей склонности к спорту и гонкам, на первых порах, гоняться стоит на алюминии, но при ощутимом росте переходите на карбон, что позволит вам улучшить результат. Но не стоит думать, что сев на карбон, вы сразу приедете в первой 5ке. Всё же, в первую очередь, едет велосипедист, а велосипед ему в этом помогает. Если вы тяготеете к велотуризму, любите длительные поездки по любым дорогам (а может и вовсе без них), при этом есть желание прикоснуть к чему-то вечному, надёжному и есть возможность серьёзно потратиться, то велосипед на титановой раме подойдёт вам как нельзя лучше. Не готовы потратить несколько десятков тысяч на одну раму, но хочется надёжности и долговечности, а «дутые» алюминиевые рамы не нравятся визуально? В этом случае обратите внимание на хромомолибденовые модели, которые, несомненно, смогут удовлетворить ваши потребности и изысканный вкус.

Несомненно, выбор рамы - вопрос очень важный, ведь на хорошем оборудовании и кататься приятно. Но я не советую вам ударяться в велофетишизм, гнаться за граммами и тратить время впустую, споря на велофорумах на тему, что круче, что катит, а что не катит. Главное, чтобы велосипед вам нравился, а у вас было желание, время и силы почаще кататься, получая пользу и удовольствие.

Если вам есть что добавить или вы хотите задать вопрос по той или иной раме, то милости прошу в комментарии.

Фрагмент металлической рамы, сваренной из двух уголков

Очень часто при строительстве жилых домов возникают ситуации когда нужно заделать проем в стене здания или использовать металлическую раму для проема. Рама, в свою очередь, служит основанием для крепления к ней дверей, люков, жалюзийных решеток, наполнением различных профилей типа кругляка, квадрата или просто проем «зашивается» цельным листовым прокатом. Так или иначе, металлическая рама для проема играет не последнюю роль в возведении зданий. Поэтому есть смысл поговорить о ней отдельно с точки зрения:

Металлопрокат для рамы.
Детали рамы.
Как сварить металлическую раму.

Металлопрокат для рамы проема

Какой применить профиль чтобы обрамить проем рамой зависит от величины самого проема. Если у нас будет проем небольшой величины, например, 500 х 500 мм куда будет вставляться жалюзийная решетка, небольшая дверца достаточно будет ∟ 45 х 45 х 5 или ∟ 50 х 50 х 5. В случае же монтирования в проем простой металлической калитки размер уголка можно будет применить 63 х 63 х6 или 70 х 70 х 7. В отдельных случаях если нет в наличии этих уголков можно использовать швеллер N 8 - 10.

Основные детали металлической рамы

Как уже отмечалось выше к деталям рамы можно отнести металлический профиль уголок или швеллер, которые заготавливаются с учетом ширины и длины рамы. При чем очень важно в одной из деталей подготовить вырезы для стыковки с другими деталями. В уголках это могут быть вырезы под 45º или специальные высечки в полке одного из размеров. В швеллере также на одной из деталей обрезается полка для соединения с другой деталью так чтобы соединенный узел выглядел как одно целое. Нужно заметить, что сталь для сварки рам должна быть марки Ст 3 ПС или Ст 3 СП, но никак ни углеродистая сталь.

О высечке в уголках можно узнать, прочитав мою предыдущую стать о . Что касается того как будет выглядеть стыковка дух швеллеров, то достаточно взглянуть на прилагаемый рисунок.

Стыковка швеллеров под 90 градусов

Ответственную роль играют анкера, которые привариваются к раме для фиксации ее в проеме. Если проем представляет собой кирпичную кладку из любого типа , то к раме приваривают анкера из круглой стали. Обычно это сталь круглая Ǿ 10 - 16 А II - III. Если проем деревянный используются саморезы соответствующей длины, но для этого в раме предварительно сверлится отверстие нужного диаметра. Диаметр металлических анкеров зависит от размера рамы. Если периметр конструкции невелик и она сварена из малого размера уголка, достаточно будет изготовить анкера из проволоки-катанки Ǿ 5- 6 мм.

Как сварить металлическую раму

Прежде всего нужно иметь ровную поверхность для сборки рамы. Идеальным вариантом в этом случае будет стальной лист толщиной 10 - 12 мм. При себе нужно иметь стальной угольник для контроля прямых углов конструкции и рулетку как минимум 3-х метровую чтобы вымерить диагонали по внутренним углам собранной рамы.

Сварка рамы. Видно стыкуемые уголки с высечкой у правого

Если швеллер бывает обычно ровным то уголок зачастую имеет некую винтообразность. Особенно, это касается уголков малых размеров, поэтому перед сборкой рамы их нужно отрихтовать. И опять же, это удобней будет сделать на металлической плите, где можно не только рихтовать, а и проверять результат на ровной поверхности плиты. Как рихтовать знают все, но единственно что хочется заметить так это то, что если рихтуемая полка лежит на плите, то удары молотком нужно наносить по ребру полки, которая находится перпендикулярно к ней.

Для контроля прямых углов, как уже отмечалось, замеряют длину диагоналей по внутренним углам рамы. Вполне понятно что они должны быть равны. Электроды для сварки рамы следует брать марки АНО - 4, а для проваривания анкеров из армированной стали применяются электроды ДСК - 5. Диаметр электродов зависит от толщины полок профиля. Для уголка 50 х 5 будет достаточно 4 мм, а для сварки швеллеров – 5 мм. После сварки все сварочные швы после удаления окалины зачищаются круглошлифовальной машинкой.

Примечание

Все сварочные работы производить только в сухом помещении и в сухих сварочных рукавицах!

Рамные металлические конструкции отличаются большим разнообразием статических схем, количеством пролетов, конфигурацией и т.д., что позволяет строить здания самого различного назначения и размеров.

На рисунке 3.2.1 приведены некоторые типы плоских и пространственных стальных рамных конструкций. Статические схемы рамных конструкций приведены на рис.3.2.2.

Чаще всего сечения рамных конструкций выполняют сплошными двутаврового или коробчатого сечения. Некоторые возможные варианты сплошных сечений стальных рам приведены на рисунке 3.2.3.

Использование того или иного вида рам, их статической схемы и типа сечения определяется размерами и конфигурацией проектируемого здания, наличием соответствующего технологического оборудования для изготовления конструкций и другими факторами.

В зависимости от расчетной схемы рамы ригели выполняют постоянного или переменного сечения. В двухшарнирных рамах (рис. 3.2.2 в) высоту ригеля постоянной высоты принимают равной 1/30-1/40 пролета. Стойки обычно имеют переменное сечение, уменьшающееся к опорам.

При пролетах более 50-60 м экономичны сквозные (решетчатые) рамы (рис. 3.2.4). В двухшарнирных сквозных рамах с шарнирным сопряжением стоек и фундаментов высоту ригеля рамы принимают в пределах 1/8-1/15 пролета.

Бесшарнирные сквозные рамы, используемые обычно в покрытиях ангаров, имеют очень большие пролеты (120-150 м). Высоту ригеля в таких рамах принимают равной 1/12-1/20 пролета. В ангаростроении применяются также двухконсольные и одноконсольные рамы. Одноконсольные рамы целесообразны в навесах спортивных сооружений. В зданиях пролетом 40–50 м и высотой 16–20 м можно применять сквозные двухшарнирные рамы с ломаным ригелем (рис. 3.2.1 з) постоянной высоты, равной 1/15-1/25 пролета.

Решетку ригелей сквозных рам обычно принимают треугольной. Стойки рам могут быть запроектированы сплошными (рис. 3.2.4 а) или решетчатыми (рис. 3.2.4 б). Решетчатые стойки могут иметь треугольную или раскосную решетку. Сечения стержней и узлы сквозных рам конструируют аналогично фермам больших пролетов. Однако наиболее целесообразно применение гнутых профилей прямоугольного сечения.

Ниже даны примеры применяемых в производственных зданиях типовых рамных конструкций.

Рис.3.2.1. Типы рамных конструкций

а – каркас из плоских рам; б – из пространственных рам; в – пространственный каркас из плоских рам и силовых пространственных связей; г – однопролетная рама; д – многопролетная рама; е – П-образная рама; ж – рама с уклоном стоек и ригелей; з – рама полигонального очертания

Рис.3.2.2. Статические схемы рамных конструкций.

а – двухшарнирная рама; б – трехшарнирная рама; в – рама с жестким опиранием стоек на фундаменты и жесткими узлами сопряжения ригеля со стойками; г – рама с жестким опиранием стоек на фундаменты и шарнирными узлами ригель-стойка; д – рама с шарнирно опертыми крайними и промежуточными стойками, жесткими узлами сопряжения ригелей с крайними стойками и шарнирным сопряжением со средними; е, ж – рамы с разрезными или неразрезными ригелями, шарнирно опертыми на защемленные стойки; з – рама с развитой средней стойкой, выполняющей роль ядра жесткости; и -, к – смешанные схемы.

Рис.3.2.3. Типы сечений рамных конструкций.

а – из сварных двутавров постоянного или переменного сечения с плоскими стенками; б – из прокатных двутавров переменной высоты, образованных из обычных путем диагонального роспуска и сварки; в – из прокатных двутавров без усиления и с усилением вутами; г – из сварных двутавров с гофрированной стенкой; д – коробчатое сечение (тип «ПЛАУЭН» или «ОРСК»).

Рис. 3.2.4. Типы решетчатых рам

а – со сплошными стойками; б – с решетчатыми стойками

Рамные конструкции по серии 1.420.3-15 «Стальные рамные конструкции каркасов типа «Канск» одноэтажных производственных зданий с применением несущих рам из прокатных широкополочных и сварных тонкостенных двутавровых балок» разработаны для одноэтажных зданий с пролетами 18 и 24 м, количеством пролетов от одного до пяти и высотой до нижнего пояса ригеля 4,8 – 10,8 м. Шаг рам для однопролетных зданий принят 6 м, а для многопролетных – 6 и 12 м.

Здание может быть оборудовано подвесными кранами грузоподъемностью от 1 до 3,2 т или мостовыми опорными кранами легкого и среднего режимов работы грузоподъемностью от 5 до 32 т.

Для конструкций типа «Канск» разработано два варианта решения торцов:

С наличием в торце рам, смещенных на 500 мм во внутрь, и ненесущего фахверка;

Вместо рам в торце устанавливают торцевой несущий фахверк, включающий стойки, горизонтальные балки и вертикальные связи.

Вариант с ненесущим фахверком применяют в тех случаях, когда предполагается в будущем расширение здания, при этом торцевые рамы будут выполнять функцию спаренных рам температурного шва. Второй вариант целесообразен, если дальнейшее строительство не предусмотрено.

Ригели рам запроектированы из тонкостенных сварных балок, а стойки – из прокатных широкополочных двутавров. Сопряжение ригелей и стоек однопролетных рам выполняется жестким. Ригели многопролетных рам соединяются с колоннами крайних рядов шарнирно, а с колоннами средних рядов – жестко.

Стойки несущего фахверка запроектированы из холодногнутых тонкостенных профилей коробчатого сечения или из составных С-образных профилей.

В зданиях с подвесными кранами крановые пути в торце здания крепят к стойкам фахверка или к поддерживающим стальным балкам.

В зданиях с мостовыми опорными кранами устанавливают встроенную крановую эстакаду, состоящую из жестко закрепленных на фундаментах стоек и уложенных по ним типовых подкрановых балок.

В продольном направлении жесткость здания обеспечивается вертикальными связями, устанавливаемыми по каждому ряду колонн и стоек крановой эстакады в середине температурного блока длиной не более 72 м.

Все монтажные узлы каркасов типа «Канск» согласно серии приняты болтовыми, что исключает применение сварки на строительной площадке.

Схемы расположения элементов каркаса и узлы стальных конструкций типа «Канск» приведены на рисунке 3.2.5 – 3.2.7.

Рис. 3.2.5 . Рамные конструкции типа «Канск»

Рис. 3.2.6. Конструктивные узлы рамных конструкций типа «Канск»

Узлы замаркированы на рисунке 3.2.5.

Рис. 3.2.7. Конструктивные узлы и крепление крановых путей для рамных конструкций типа «Канск»

Рамы из двутавров переменного сечения (шифры 828 КМ, 828 КМ-1, 941 КМ, 961 КМ) применяются в одноэтажных однопролетных производственных зданиях пролетами 18 и 24 м и с отметкой верха ригеля рам 6,940 и 8,140 м без светоаэрационных фонарей. Шаг рам принят 6 м. Здания могут быть оборудованы подвесными кранами грузоподъемностью до 3,2 т.

Каркас здания с рамными конструкциями состоит из поперечных рам, прогонов, вертикальных связей и распорок по стойкам рам, стоек и балок торцевых фахверков.

Элементы переменного двутаврового сечения в ригеле и стойках изготавливаются из прокатных двутавров с параллельными гранями полок путем их продольного роспуска по наклонной линии на тавры переменной высоты.

Сопряжение стоек с фундаментом принято шарнирным. Сопряжения элементов в карнизных и коньковом узлах приняты жесткими и выполняются на фланцах толщиной 25 мм с применением высокопрочных болтов.

Жесткость каркаса в поперечном направлении обеспечивается работой рам, в продольном направлении - вертикальными крестовыми связями и распорками по каждому ряду стоек рам, обеспечивающими устойчивость стоек из плоскости рам.

Уклон верхнего пояса ригеля принят 0,025 при использовании типовой рулонной кровли и 0,100 при использовании кровельных панелей с металлическими обшивками.

Несущий торцевой фахверк запроектирован из широкополочных двутавров.

Схемы рам и узлы сопряжения элементов рамной конструкции приведены на рисунке 3.2.8.

Рамы из двутавров переменного сечения находят широкое применение в конструкциях производственных и общественных зданий. В качестве примера можно привести также рамные конструкции «АСТРОН».

В них используются сварные двутавры как переменного, так и постоянного сечения. Разработаны однопролетные здания с величиной перекрываемых пролетов до 72 м. При наличии дополнительных внутренних опор перекрываемые пролеты могут достигать 150 м. Шаг рам принимается от 5 до 12 м. Высота по водосточному желобу может достигать 20 м. При необходимости могут быть разработаны рамы других геометрических размеров.

Здания могут быть оборудованы мостовыми опорными кранами грузоподъемностью до 20 т.

Рамы, как правило, крепятся к фундаменту шарнирно. Однако при необходимости соединение может быть жестким. Торцевой фахверк выполняется несущим из сварных или горячекатаных стоек и ригелей. Прогоны покрытия приняты из холодногнутого оцинкованного Z-профиля.

Пример здания из рамных конструкций «АСТРОН» приведен на рисунке 3.2.9.

Рис. 3.2.8. Стальные рамные конструкции из двутавров

переменного сечения

Система каркаса из плоских рам коробчатого сечения типа «Орск» (шифр 135, серия 2.420-4 вып.3) состоит из однопролетных поперечных рам, располагаемых с шагом 6 м, прогонов, вертикальных связей, стоек и балок торцевых фахверков. В многопролетных зданиях конструкции типа «Орск» применять не рекомендуется.

Конструкции каркаса разработаны для отапливаемых зданий пролетами 18 и 24 м, имеющих высоту до верха ригеля рам на опоре 6980 мм и 8180 мм. Применяются в бесфонарных зданиях и в зданиях с зенитными фонарями, бескрановых и с мостовыми кранами грузоподъемностью 5 т. Уклон ригеля рамы принят 1,5%.

Сопряжение стоек рам с фундаментами принято шарнирным. Сопряжения элементов в коньковом и карнизных узлах приняты жесткими и выполняются на фланцах толщиной 16 мм с применением высокопрочных болтов.

Схемы и узлы рамных конструкций типа «Орск» приведены на рисунках 3.2.10 и 3.2.11.

Стальные каркасы типа УНИТЕК одноэтажных производственных зданий с применением конструкций из гнутосварных труб разработаны для применения в отапливаемых и неотапливаемых зданиях без кранов, с подвесными кранами грузоподъемностью от 1 до 5 т и с мостовыми опорными кранами грузоподъемностью 5, 10 и 16 т с режимами работы 1К-5К с неагрессивной или слабоагрессивной средой при относительной влажности внутри помещения не более 70%.

Подвеска кранов производится симметрично относительно центральной оси пролета рамы. В торцах здания с подвесными кранами крановые пути опираются на балки либо непосредственно на стойки несущего фахверка.

В качестве ограждающих конструкций, как правило, применяются панели с обшивкой из профилированного листа или конструкции послойной сборки для отапливаемых зданий и профилированный лист для неотапливаемых зданий.

Основными несущими конструкциями каркасов УНИТЕК являются сквозные одно- и многопролетные рамы из гнутосварных труб. Шаг основных несущих конструкций 6 м. При необходимости, при больших вертикальных нагрузках (снеговой мешок и др.) шаг рам может быть уменьшен.

Сопряжение конструкций крайних стоек рам с фундаментом шарнирное, средних стоек рам и стоек фахверка - жесткое.

Сопряжение ригеля рамы с крайними стойками жесткое, со средними стойками - шарнирное.

Отметка низа несущей конструкции ригеля в месте сопряжения с крайней стойкой рамы (Н ) предусмотрена от 4,8 до 14,4 м.

Привязка крайних стоек к продольным осям принимается «0» или «250» для пролетов 12 - 18 м в зависимости от возможности размещения подвесного крана. В бескрановых зданиях пролетом 21-30 м принимается нулевая привязка.

Длина температурного блока не более 96 м.

В торце здания устанавливается несущий торцевой фахверк, состоящий из стоек и балок. Жесткость системы фахверка обеспечивается постановкой системы гибких связей и распорок. В случае предполагаемого расширения

здания в торце устанавливается основная несущая рама с самонесущими стойками фахверка.

Устойчивость и геометрическая неизменяемость здания обеспечивается:

в поперечном направлении – конструкциями несущих рам;

в продольном направлении - системой вертикальных связей и распорок.

Жесткость покрытия обеспечивается системой горизонтальных связей и распорок по ригелю рамы.

Прогоны покрытия выполнены по разрезной схеме. Шаг прогонов покрытия принимается равным 1.5 или 3.0 м в зависимости от нагрузки на покрытие и несущей способности кровельных ограждающих конструкций. При шаге прогонов 1,5 м решетка ригеля выполняется с дополнительными стойками. Сечения прогонов покрытия приняты из прокатных и гнутых швеллеров.

Прогоны стен выполнены по разрезной схеме. Шаг стеновых прогонов назначается от 1.2 до 3.0 м кратным 0.6 м в соответствии с расположением окон, ворот и других проемов, а также в зависимости от вертикальной и горизонтальной нагрузок и несущей способности стеновых ограждающих конструкций. Сечения стеновых прогонов приняты из прокатных и гнутых швеллеров, а также из гнуто-сварных труб.

Горизонтальные и вертикальные связи по каркасу и фахверку - крестовые гибкие из круглой стали Ø 20 и Ø 24 мм.

Распорки между рамами выполняются из гнутосварных труб.

Все заводские соединения - сварные. Монтажные соединения на втулках и на обычных и высокопрочных болтах.

Габаритные схемы зданий с подвесными кранами приведены на рисунке 3.2.12 , конструктивные узлы сопряжений для рам – на рисунках 3.2.13 и 3.2.14.

Здания, оборудованные мостовыми опорными кранами грузоподъемностью 5, 10 и 16 т, могут быть одно - или двухпролетными с величиной пролетов 12 и 18 м с отметкой до низа ригеля Н от 6,0 до 14,4 м.

Стальные арки также могут иметь сплошное или сквозное сечение.

Сплошные арки обычно имеют постоянное сечение и применяются при пролетах до 60 м (рис. 3.2.15). Высота сечения таких арок (h ) обычно принимается равной 1/50 - 1/80 от пролета (L ). При пролетах более 60 м обычно применяют сквозные (решетчатые) арки. Высота сечения в этом случае составляет 1/30-1/60 от пролета. Геометрические схемы и типы сечений сквозных рам приведены на рис. 3.2.16 .

Наибольшее распространение получили металлические арки, работающие по двухшарнирной схеме. Конструкция опорного шарнира определяется пролетом арки и величиной действующей нагрузки. На рисунке 3.2.17 а приведена наиболее простая конструкция (с помощью плиточного шарнира), характерная для легкой арки сплошного сечения.

Рис. 3.2.10. Стальные рамные конструкции коробчатого сечения типа «Орск

Рис. 3.2.11. Схемы торцов, расположения прогонов и вертикальных связей в зданиях со стальными рамными конструкциями коробчатого сечения типа «Орск»

Рис. 3.2.12. Габаритные схемы зданий с применением

рам УНИТЕК

Наиболее сложное решение, с помощью балансирного шарнира, имеют опорные узлы тяжелых большепролетных арок (рис. 3.2.17 б). Т.к. вблизи опоры сечения сквозных арок переходят в сплошные, опорные узлы таких арок выполняются аналогично.

Рис. 3.2.13. Карнизный и опорный узлы рамы УНИТЕК

(узлы замаркированы на рис. 3.2.12)

Рис. 3.2.14. Узлы крепления балки подвесного пути

и стойки фахверка к ригелю рамы

Рис. 3.2.15 . Конструктивная схема и типы сечений сплошных арок

Материалы рам

Рамы велосипедов делают из следующих материалов:

Hi-Ten (Hi Tensile Steel) - высокопрочная сталь, это самый дешевый материал. В просторечии - водопроводная труба. Рама тяжелая и не катит. Не стоит вообще ничего. Велосипеды со стальными рамами стоят не более $300.

Cro-Mo (cromomolibden) - хромомолибденовые сплавы. Рамы из этого материала более легкие, чем из Hi-Ten, более жесткие, но и более дорогие. Хорошая хромолевая рама стоит от 500$. Дешевые же разновидности хроммолибденовых сплавов ничем не отличаются от hi-ten, ну чуть получше катят, чуть поменьше весят. Одно время производители взяли такую дурную моду: ставят только одну хромолевую трубу, а все остальные - hi-ten и гордо пишут, что рама из хроммолибденовых труб. Если ценник ниже 500$ - врут. Велосипеды с хромомолибденовыми рамами стоят от $1000.

Alu (Aluminium) - алюминиевые сплавы. Этот материал позволяет сделать еще более жесткую и во многих случаях более легкую раму, чем хромоль. Обычно используются сплавы 6061 ,7005 , реже Altec-2 , Magnesium , Scandium , причем последний безумно дорогой. Диапазон рам очень широк, от жутких по жесткости "табуреток", до полных "сосисок", от некатящих угробищ до прямо-таки реактивных снарядов. Хорошая тренировочная КК рама стоит 300-500$. Спортивные рамы - свыше $500. На велосипедах ценового диапазона ниже $700 рама не стоит практически ничего, за редким исключением кастомных комплектаций . Дешевые алюминиевые рамы (на велосипедах ценового уровня до 500$) для схожего применения не отличаются друг от друга ничем, кроме ростовки, длины и цвета. Небольшие различия в рамах начинаются при цене велосипеды свыше $700, и заметные отличия после $1200.

Ti (Titanium) - Титан. Очень прочный материал, но в то же время мягкий (в сравнении с Alu рамами, к примеру), что нравится далеко не всем. Перед покупкой титановой рамы имеет смысл сначала на ней поездить и понять для себя, нужно ли оно. Титановые рамы стоят от $400.

Carbon (углепластик). Это сверхлегкие рамы, но крайне неустойчивые к ударным нагрузкам. Стоят очень много, поэтому используются либо профи, либо теми, кто может себе это позволить. Технологии на месте не стоят, поэтому нестойкость к ударным нагрузкам в критических местах научились обходить чисто конструктивными решениями. Да и сами по себе карбоновые компоненты становятся прочнее и живут дольше, а цены снижаются. Например, на тайваньском заводе полностью карбоновая, с хоть как-то посчитанной геометрией, рама стоит ~$150; алюминиевая рама с карбоновыми перьями заднего треугольника со "стандартной" геометрией стоит $20-$30. Качество, сами понимаете - убийственное.. При выборе карбоновой рамы имеет смысл ориентироваться ТОЛЬКО на имя производителя, это должен быть серьезный брэнд.

Рулевая колонка

Размер 1 1/8" стал действующим стандартом рулевой колонки . Встречаются и другие размеры, типа 1 1/4", но это редкость.

Сейчас стандартными являются обычные и полуинтегрированные рулевые колонки. Функциональной разницы между ними нет, но полуинтегрированная немного полегче. Поэтому не заморачивайтесь.

Если рассматривать долговременную перспективу эксплуатации алюминиевой рамы, лет эдак восемь, при пробегах свыше 5000км в год и круглогодичном использовании, то следует предпочесть "обычную" рулевую колонку, потому что рулевой стакан рамы под полуинтегрированную рулевую колонку разобъется быстрее, чем стандартный. Естественно, если данная рама способна столько прожить.

Петух

Петух - это металлический кронштейн, на который крепится задний дерайлер. Бывает съемный и несъемный. Предпочтительно, чтобы он был съемным, т.к. в случае поломки вы просто поставите новый, а несъемный придется приваривать к раме. На подавляющем большинстве велосипедов дороже $300 петух съемный.