Каркасы из металла обладают многими преимуществами по сравнению с другими способами строительства объектов. Во-первых, это механические и химические свойства металла, а именно, высокая прочность материала, надежность, хорошие эксплуатационные характеристики. Во-вторых, применение металлического каркаса в строительстве сокращает время возведения всего сооружения в целом из-за простоты монтажа. К тому же, производство и строительство с использованием каркаса можно вести круглогодично.
Металлические конструкции также характеризуются высокой теплопроводностью, то есть, решена проблема образования «мостиков холода» (участки конструкции здания или сооружения, через которые осуществляется повышенная теплоотдача: эти участки будут значительно холоднее зимой). Создание так называемых «термопрофилей» решает эту проблему. Термопрофиль — это перфорированная (или просеченная) балка для увеличения продолжительности прохождения тепла через конструкцию. Наличие перфорации увеличивает тепловой поток, за счет чего снимаются тепловые потери.
Еще одним преимуществом каркасных зданий является возможность их возведения на легких фундаментах. В случае болтового соединения элементов каркаса возможен последующий демонтаж сооружения и перенос его на другую монтажную площадку.
Высокая пожаробезопасность, высокая степень заводской готовности и удобство транспортировки также способствуют достаточно низкой стоимости строительства зданий и сооружений из металлических каркасов.
Основой металлического каркаса является поперечная рама, которая образуется из колонн, соединенных с фундаментом, и стропильная ферма, шарнирно соединенная с колоннами. Все нагрузки на конструкцию распределены между колоннами и фермой. Основные нагрузки приходятся на колонны: нагрузки от собственного веса, ветровые нагрузки, нагрузки от атмосферных осадков, крановые нагрузки. Нагрузки от покрытия здания и от соединений колонн между собой передаются на стропильные фермы, которые имеют решетчатую конструкцию для увеличения жесткости кровли.
Так же к элементам металлического каркаса здания или сооружения относят:
Пространственная жесткость каркаса здания или сооружения достигается системой связи рам, колонн и ферм.
Для компоновки элементов конструкции зданий и сооружений в единый каркас используются различные системы связей, которые обеспечивают пространственную жесткость и геометрическую неизменяемость каркаса.
Так как элементы каркаса здания могут располагаться в вертикальной и горизонтальной плоскостях, следовательно, связи между элементами бывают:
Существует несколько способов связей между элементами каркаса: