Каркасные дома из металлического профиля: проекты под ключ и особенности строительства

Построить в сжатые сроки недорогое и надежное жилье поможет металлический каркас для дома. Эти конструкции в основном применялись для возведения производственных и торговых зданий, по причине высокой теплопроводности материала. С появлением термопрофилей и разного типа утеплителей металлокаркасные дома составили существенную конкуренцию деревянным.

Особенности каркасных домов из металлического профиля

Дом из профиля состоит полностью из металлических конструкций. Они являются основой стен, перекрытия и кровли. От несущих нагрузок зависит толщина используемых профилей.

Особенности таких зданий:

• из-за легкого каркаса уменьшается вес всего дома;
• дом из прямолинейного стального профиля возводится быстро и не требует применения множества строительных инструментов.

Несмотря на появления новых технологий в строительстве, дом из металла требует дополнительной теплоизоляции, поскольку этот материал обладает высокой теплопроводностью. Выбор того или иного утеплителя зависит от климатических условий, в которых будет расположен дом

Металл, используемый при возведении таких домов долговечен, не подвергается гниению и горению, не требует дополнительной обработки. Материал можно полностью утилизировать, без нанесения вреда окружающей среде.

Работы по строительству проводят в любой сезон, независимо от погоды. Стальной каркас пригоден для строительства невысоких одно-, двух-, трех-, и четырехэтажных зданий.

Преимущества и недостатки домов из металлопрофиля

Технология строительства каркасных домов из металла становится все более популярной. Этому способствует ряд преимуществ этого материала.

Металлокаркасный дом значительно легче деревянного и кирпичного. При выполнении работ используется меньше материала, что дает возможность возводить более легкий и не такой основательный фундамент. В основном используют ленточный и свайный его типы. Монтажные работы проводятся быстрее. Их стоимость значительно ниже чем при работе с деревянной основой дома.

Поскольку дом из металлопрофиля значительно холоднее деревянного или кирпичного, в его строительстве применяется технология легких тонкостенных стальных конструкций. В таком случае профиль защищен от теплоотдачи дополнительными утеплителями, которые заполняют собой все пространство между каркасными стойками. В качестве теплоизоляционных материалов используют минеральную вату, пенопласт, эковату, пенополистирол. Эти материалы имеют не высокую стоимость и обладают к тому же хорошими звукоизоляционными качествами.

Правильно сделав так называемый «пирог» для утепления стен дома, с соблюдением технологии защиты от ветра снаружи и от пара внутри, можно добиться максимального утепления дома.

Каркасный дом из металлопрофиля, несмотря на легкость стальных конструкций достаточно прочен. Его эксплуатационный срок достигает 100 лет. Надежность достигается использованием оцинкованных профилей оснащенных ребрами жесткости. Покрытие материала защищает его от коррозии. Каркас дома из металла со временем не подвергается усадке, не растрескивается, имеет хорошую пожаробезопасность и не подвергается влиянию вредителей.

Для снижения электропроводности материала металлокаркасные здания оборудуют правильным заземлением. Для отделки дома снаружи и внутри применяют материалы, являющиеся сами по себе диэлектриками. Комплекс эти работ обеспечивает полную изоляцию металлических частей.

Важным преимуществом стального каркаса является его способность выдерживать кровельные материалы, имеющие большой вес.

Недостатком использования металлокаркаса является его быстрое разрушение во время пожара. От высокой температуры металл теряет свою жесткость и деформируется. При этом дом разрушается значительно быстрее деревянного.

В таком доме тяжело устанавливать встроенную мебель и бытовую технику. Для монтажа массивных шкафов и других приборов необходимо дополнительное укрепление места для установки профилями. Стальной профиль тяжело сочетать с такими материалами как цемент или кирпич. Это особенно неудобно при возведении камина или других конструктивных элементов дома.

Видео описание

Об особенностях возведения дома из ЛСТК подробно в следующем видео:

Виды стальных профилей

Для изготовления элементов легких тонкостенных стальных конструкций используют прочную конструкционную сталь. Само изделие делают с применением метода холодной штамповки. Для защиты от коррозии на металлический лист наносят цинковое покрытие.

Изготавливают и металлоконструкции из горячеоцинкованных листов. Они применяются реже из-за их дороговизны но значительно долговечнее в эксплуатации.

Для производства профиля берут лист стали от 0,7 до 2 мм. На выбор толщины влияет необходимая несущая способность элемента конструкции.

Применяют следующие типы профилей:

• направляющие,
• стоечные,
• шляпные.

Используют также специальные балки для перекрытия пола и полка. Из таких же элементов состоит и стропильная система здания. Соединяют все элементы металлокаркасной конструкции с помощью болтов, клепок, саморезов. В некоторых случаях используют контактную сварку.

Этапы возведения дома из металлического профиля

Этапами строительства металлокаркасного дома является возведение:

• фундамента;
• каркаса;
• крыши;
• утепление конструкции;
• отделка дома.

Фундамент

Каркас из металлических профилей легкий и не требует сооружения капитального основания. Перед выбором типа основания следует изучить характер почвы на строительном участке.

Для такого дома вполне подойдет мелко заглубленный ленточный фундамент. Он может быть небольшой ширины, поскольку нагрузка от облегченной стальной конструкции будет небольшая. Выполняется основание как жесткая горизонтальная рама, что позволяет перераспределить нагрузку в случае деформации основания.

При использовании столбчатого фундамента рама изготавливается из жесткосоединенных между собой балок, установленных на опоры.

Для фундамента применяют кирпич, железобетон и монолитные блоки. Устройство мелко заглубленных фундаментов позволяет сэкономить расход бетона и уменьшить трудозатраты, что в свою очередь снижает стоимость дома.

Сборка каркаса и монтаж крыши

Дом из металлокаркаса под ключ состоит из обязательных элементов, которые влияют на надежность его эксплуатации. К ним относят:

• горизонтальную раму;
• металлические колонны, служащие для соединения рамы с фундаментом;
• вертикальные колонны;
• стропильные фермы;
• балки;
• прогоны для крепления панелей стен.

Жесткость и устойчивость каркаса во всех трех направлениях создается с соблюдением правил установки основных элементов конструкции: рам, ферм и колонн. Это достигается с соблюдением правил пространственной геометрии. Все изделия изготавливаются с высокой степенью точности.

Для ускорения процесса монтажа на каждом изделии наносится соответственная маркировка. Конструкционные элементы будущего дома подвозят на стройплощадку в разобранном виде и уже на месте их соединяют. Некоторые модули доставляются в готовом виде.

Непосредственно на производстве собирают не только отдельные элементы каркасной основы, но и завершенные стеновые панели. В отдельных случаях их оборудуют окнами, отопительной системой и облицовкой. Модули стен устанавливают на опорную раму и соединяют с конструкцией стальных пролетов сваркой и резьбовым креплением.

Крыша дома из металлических профилей может быть:

• плоской;
• односкатной;
• двускатной.

В зависимости от формы самого дома крыша может быть и сложной конфигурации. Наиболее распространенные типы крыш для металлокаркасных домов – одно- и двухскатные.

Элементами стальной конструкции крыши являются несущие фермы, стропильные элементы и пролетные перекрытия. Сами работы ничем не отличаются от возведения крыши из других материалов. Сначала строят стропильную систему и делают обрешетку кровли. Затем выполняют паро-, гидроизоляцию и укладывают финишное покрытие кровли.

Для стропил используют оцинкованный С-образный профиль толщиной от 0,8 мм – 1,2 мм. Обрешетку выполняют из стальных профильных балок прямоугольного или квадратного сечения. Поверх обрешетки ставят пароизоляционную пленку, утеплитель и гидроизоляционный материал. Для финишного покрытия дома используют шифер, металлочерепицу, ондулин и другие материалы.

Утепление дома

Утепление дома из металлического профиля проводят пенополистиролом и минеральной ватой. Используют также пенополиуретан. Пространство, которое заполняют любым материалом должно стать плотным и эффективно удерживать тепло. Пеной заполняют все полости внутри металлических профилей.

Изнутри поверхность стен металлокаркасного дома накрывают пароизоляционным материалом, а снаружи для защиты от ветра крепят плотную пленку.

Проемы меж стеновыми панелями заполняют и такими новыми материалами, как газо- и пеноблоками, которые содержат утеплитель.

Для внешней отделки стен применяют оштукатуривание поверхности, натуральный камень, кирпич и сайдинг.

Видео описание

Процесс возведения каркасного дома из металлопрофиля в этом видео:

Проекты и стоимость домов

Стоимость каркасного дома из металла включает в себя расход на :

• материалы;
• проект;
• монтажные работы.

Можно немного снизить стоимость готового дома, заказав стандартную сборку здания. Сама цена на жилье не сильно отличается от аналогичного из дерева или кирпича. Двухэтажный коттедж из сэндвич панелей, с размерами 7х10 метров будет стоить около 1,7 млн. рублей. Впрочем, цена зависит от комплектации дома. Если заказывать только теплый контур, то стоимость «коробки» составит около 1,32 млн. руб. Дом с черновой отделкой стоит около 1,75 млн. руб.

Проекты домов из металлокаркаса отличаются разнообразием:

Дом из металлокаркаса в стиле фахверк

Небольшой дом из металлического каркаса с мансардным этажом, общей площадью 72 м. кв, предназначен для проживания семьи с детьми. Дом удобен в пользовании, с достаточным количеством жилых комнат. В строительстве используется черный металл для изготовления несущих конструкций и оцинкованный термопрофиль для стеновых панелей. Соединяются элементы конструкции дома с помощью самонарезающих винтов.

Коттедж возводится без применения спецтехники.

Одноэтажный дом из металлокаркаса с гаражом

Выполнен из металлических конструкций, которые выдерживают необходимые нагрузки. Внешняя отделка – декоративная штукатурка. Возможны варианты отделки – кирпич или сайдинг. Тип крыши – металлические балки, покрытие кровли – металлочерепица.

Классический дом с мансардой

Достаточно часто покупатели предпочитают проекты двухэтажных домов или коттеджей с жилой мансардой. Ограничений в конструкции нет – проект можно выбрать с гаражом, балконом и другими пристройками.

Заключение

В плане проектирования, каркасные дома из металлических профилей не налагают на архитекторов сколь-нибудь значимых ограничений. Правда после возведения дом со временем уже не получится перепланировать, но это особенность многих технологий.

Отдельное внимание надо обращать на утепление ЛСТК-дома. Так как у металла хорошая теплопроводность, чтобы исключить появление мостиков холода, требуется особый подход к утеплению и неукоснительное соблюдение технологии. По этой причине, возведением ЛСТК-дома должны заниматься профессионалы, которые дадут гарантию на свою работу.

Металлический каркас здания

Металлический каркас здания отвечает всем современным требованиям к постройке: он легок, прочен, быстро монтируется и надежен в эксплуатации. Данная технология широко применяется при монтаже быстровозводимых зданий складского и производственного назначения. Впрочем, жилые помещения также могут быть построены по этой технологии.

Есть у металлических каркасов свои особенности и недостатки, которые необходимо учитывать, отдавая предпочтение такому строительству. В нашей статье мы расскажем о том, почему эта конструкция настолько популярна, какие имеет достоинства и недостатки, а также поговорим о ее монтаже и защите.

Принцип работы металлического каркаса здания

Пространственная жесткость зданий обеспечивается за счет несущего каркаса с соответствующей системой связей и узлами жесткости. Благодаря современным технологиям можно полностью выполнить пространственный расчет каркаса, оценив функционирование его конструктивных элементов.

Предварительные расчеты возможно сделать, воспользовавшись упрощенной схемой, по отдельности рассчитывая элементы металлического каркаса здания в поперечном и продольном направлениях.

Выполнив предварительный расчет поперечного элемента, можно определиться с основными сечениями конструкции и типами узлов соединения. Для обеспечения жесткости поперечной рамы используется жесткость узлов, поскольку большинство поперечных рам не предусматривает наличия системы связей. В основном, поперечные рамы возводятся путем жесткого крепления колонн к фундаменту и шарнирного крепления ригелей к колоннам. В ряде случае ригели жестко крепятся к колоннам, в таком случае такие поперечные балки имеют меньшее сечение, в то время как колонны – большее. Подобную схему используют при возведении невысоких колонн или при использовании мостовых кранов.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

За счет предварительного расчета продольного элемента металлического каркаса здания определяют систему продольных связей, принимающих на себя ветровую нагрузку, рассчитывают прогоны покрытия, стеновые прогоны, подкрановые балки и подстропильные фермы.

Рекомендуем статьи по металлообработке

В процессе расчета поперечных элементов необходимо учитывать световые и аэрационные фонари, поскольку они оказывают влияние на определение схемы снеговой нагрузки, а также на передачу нагрузок на ригель. Функция фонарей заключается в обеспечении естественного освещения и вентиляции, что актуально при возведении высотных зданий с большими пролетами.

Элементы металлических каркасов зданий включают в себя:

• основные несущие конструкции;
• различные вспомогательные площадки;
• лестницы;
• кронштейны;
• прочие элементы в зависимости от значений предполагаемых нагрузок.

Основное усилие мостовых кранов приходится на подкрановые конструкции, выполняемые в виде дополнительных ветвей колонн. Если предполагается невысокая грузоподъемность, возможно их совмещение с основными колоннами. В таком случае подкрановые балки или фермы опираются на консоли, которые приваривают к основным несущим конструкциям здания.

Если колонны имеют большой шаг, при котором используемые панели или прогоны не в состоянии полностью перекрыть пролет, то требуются дополнительные подстропильные фермы. При этом прогоны или перекрытия укладывают на стропильные фермы, размещенные на подстропильных.

Вдоль и по покрытию возводимого здания устанавливают систему связей. Дополнительная жесткость создается за счет стеновых и кровельных панелей, однако они обычно не учитываются при расчетах. В ряде случаев предусмотрены дополнительные монтажные связи, устанавливаемые на время сборки.

Стеновые ограждения крепятся за счет системы фахверка, включающей в себя:

• колонны;
• стойки;
• прогоны.

Фахверк подвержен ветровой и стеновой нагрузкам, передаваемым затем на существующий каркас и фундаменты здания.

В узлах элементы соединяют болтами, сваркой или заклепками (если предполагаются большие динамические нагрузки).

Плюсы и минусы металлических каркасов

1. Достоинства металлических каркасов.

• Невысокая стоимость металлических каркасов возводимых строений и сооружений, на которую влияют такие параметры, как:
• используемые материалы;
• способ крепежа;
• стоимость монтажных работ.
• Для изготовления металлических каркасов зданий используют сталь. Поэтому конструкции носят название ЛСТК – легкие стальные тонкостенные конструкции.
• Металлические каркасы характеризуются также прочностью и легкостью. Несмотря на меньший вес, они способны выдерживать высокие и тяжелые строения.
• Металлические каркасы одноэтажных и не только зданий производят на заводе по предварительно составленному проекту, содержащему значения всех элементов конструкции. В последних возможно расположение скрытой проводки. Благодаря материалу изготовления (стали) они отличаются высокой огнеупорностью, а также коррозионной устойчивостью.
• При использовании металлокаркасов в процессе возведения легких домов отсутствует высокое давление на почву, соответственно, не происходит усадки зданий. Конструкция металлических каркасов зданий не подвергается деформации, благодаря чему сохраняются внешняя и внутренняя отделка.
• За счет использования при строительстве домов металлических каркасов сводится к минимуму вероятность развития гнилостных процессов, так как металл препятствует размножению бактерий, вызывающих гниение.

• Высокая износостойкость – еще одно достоинство металлических каркасов зданий. Длительная эксплуатация не окажет отрицательного влияния на характеристики используемых материалов.
• Возможность изготовления различных вариантов конструкций и, как следствие, вероятность быстрого воплощения в жизнь многообразных архитектурных решений – следующее достоинство металлокаркасов.
• Совместимость конструкций с любыми материалами.
• Высокая пожароустойчивость.

2. Недостатки каркасов.

• Оцинкованная сталь характеризуется повышенной теплопроводностью, результатом которой являются большие теплопотери. Для компенсации данного минуса достаточно использовать качественный утеплитель нужной толщины.
• Подверженность металлов коррозии. Однако использование специальных защитных покрытий успешно справляется с этим недостатком.
• Промышленно изготавливаемые металлические каркасы зданий стоят в два раза дороже аналогичных конструкций из дерева. Но при этом будут отсутствовать отходы, не потребуется подпиливания балок и стоек.
• Монтаж металлоконструкций, в отличие от возведения деревянных срубов, под силу исключительно профессионалам, на работе которых экономить не следует.
• Гулкость. Но этот недостаток устраняется путем использования гипсокартонных оснований и утеплителя.
• Самостоятельно изготовить металлический каркас здания невозможно, однако для реализации подобных проектов существуют специализированные конструкторские бюро, в штате которых состоят профессиональные проектировщики, инженеры и архитекторы.

Виды металлических каркасов здания

В различных направлениях строительства используются разные виды металлических каркасов зданий, на которых остановимся более подробно.

Металлокаркасы для быстровозводимых конструкций.

Быстровозводимые строения (склады, ангары, торговые павильоны и т. п.) строят с использованием металлических каркасов. В большинстве случаев остовы поставляют как набор стандартных элементов, размеры которых позволяют их без проблем транспортировать и складировать. Возведение металлического каркаса зданий из таких деталей занимает немного времени и отличается простотой.

В зависимости от способа монтажа сборные металлические каркасы могут быть стационарными и мобильными.

Каркас является несущей основой любого строения. В настоящее время в большинстве случаев используют металлические остовы, конструктивно представляющие собой вертикальные стойки и горизонтальные перекладины – ригели. Элементы конструкции соединяются друг с другом посредством сварки или болтами, образуя поперечные рамы с прикрепленными к ним растяжками, которые придают зданию прочность.

Каркас устанавливают на фундаменте. После монтажа основы конструкции ее дополняют кровельными и стеновыми прогонами. Готовые остовы облицовывают кирпичом, железобетоном или другими материалами. Качество установленного каркаса прямо влияет на прочность, надежность и долговечность возводимого здания или строения.

В основе любых железобетонных изделий лежит каркас из арматуры, усиливающий несущую способность элементов здания, повышающий прочность и устойчивость к различным воздействиям. Арматура в основном изготавливается из металла. Качество остова влияет на долговечность здания.

Существуют сварные, линейные и объемные арматурные металлокаркасы:

• Сварные. При производстве этого типа каркасов продольные и поперечные стержни арматуры соединяются при помощи сварки, а получившуюся жесткую конструкцию заливают бетоном.
• Линейные. Такими каркасами армируют стены, потолки, стяжки пола, при этом армируемые поверхности могут быть изогнутыми, цилиндрическими и т. п., с небольшой площадью поперечного сечения.
• Объемные, т. е. трехразмерные конструкции, изготавливаемые из металлических решеток.

2 типа металлического каркаса для быстровозводимых зданий

1. Металлокаркасные быстровозводимые здания из легких стальных конструкций (ЛСТК).

Широкий спрос на подобные металлические каркасы зданий обусловлен их следующими достоинствами:

• прочностью конструкции;
• длительным сроком службы;
• энергоэффективностью;
• внешней привлекательностью;
• быстротой монтажа металлического каркаса зданий.

Каркасы изготавливают из металлического профиля, отличающегося высокой прочностью при небольшой стоимости. Металлокаркасы пришли на смену деревянным конструкциям и в настоящее время с их помощью строят:

• небольшие отели;
• кемпинги;
• складские помещения и ангары;
• коттеджи.

Достоинством каркасов зданий из ЛСТК является возможность строительства независимо от времени года. Для цоколя и фасадов используют:

• кирпич;
• сайдинг;
• плитку из керамогранита.

Здания из ЛСТК легко демонтируются, в процессе возведения требуют минимального использования сварки. Утепляют объекты термопанелями.

2. Быстровозводимые металлокаркасные здания из легких металлоконструкций (ЛМК).

Строения с большими пролетами требуют использования металлических поперечных и вертикальных креплений.

Благодаря подобным каркасам:

• существенно снижается расход материалов (металла требуется в два раза меньше);
• уменьшается вес строения (в 3,5 раза);
• сокращаются трудозатраты.

По прочности строения из ЛМК соответствуют классическим конструкциям.

Для производства ЛМК используются:

• Горячекатаные профили (они нуждаются в проведении антикоррозийной обработки, сварных работ, обладают большим весом).
• Сварные конструкции. Балки толщиной 4-5 мм могут иметь любое сечение.

Для гибки профилей из стальных полос толщиной 0,7–4,2 мм используют холодный метод. Поверхность металлических конструкций на заводе покрывается горячим цинком.

Элементы соединяются друг с другом болтами. Несущие компоненты изготавливают на заводах. Стандартизация позволяет избежать зазоров и деформаций при сборке каркасов. Благодаря этому возрастает прочность конструкции. Возведение строений из ЛМК требует в два раза меньше времени и на треть меньше денежных средств.

Требования к металлическому каркасу здания

Для металлического каркаса здания важны такие характеристики, как надежность, долговечность и экономичность.

Следовательно, они должны соответствовать следующим требованиям:

• эксплуатации;
• надежности и безопасности;
• долговечности и устойчивости к воздействиям агрессивной внешней среды;
• экономическим;
• архитектурным.

1. Эксплуатационные нормы, требования надежности и долговечности.

Для промышленных строений и сооружений конструктивная схема каркаса имеет особое значение, поскольку она в значительной степени зависит от габаритов и размещения внутри здания оборудования, используемого внутрицехового транспорта, путей перемещения деталей и готовой продукции. Для производства различных товаров используются разнообразные технологии, однако эксплуатационные требования отличаются конкретикой и спецификой определенного производства.

Впрочем, ряд предъявляемых нормативов одинаков для всех возводимых металлических каркасов производственных зданий:

• Производственное оборудование требует удобства обслуживания и при необходимости выполнения ремонтных работ, что должно учитываться при расположении колонн, подкрановых путей, связей и прочих элементов каркасных строений.
• Возможность свободной эксплуатации, осмотра и ремонта кранового оборудования, других подъемных механизмов.
• Соблюдение условий аэрации и освещенности зданий.
• Длительный срок эксплуатации каркаса, зависящий от степени агрессивности среды внутри цеха.
• Соблюдение требований пожарной и взрывной безопасности.

Функционирование каркасов в значительной степени зависит от кранов. Динамические, многократно повторяющиеся, существенные по величине крановые воздействия могут привести к быстрому износу и повреждению конструктивных элементов металлического каркаса. Наиболее подвержены воздействию подкрановые балки. Соответственно, в процессе проектирования следует учитывать функционирование мостовых кранов, зависящее от назначения возводимого здания и планируемых производственных процессов.

Проектируя металлический каркас промышленного здания, необходимо учесть режим работы кранов и тип подвеса груза. Если на производстве будут использоваться краны наиболее тяжелого режима работы, продольная и поперечная жесткости каркаса, надежность и выносливость подкрановых балок должны быть увеличены.

Следовательно, до начала проектирования заказчик должен предоставить исчерпывающую информацию относительно транспортного оборудования, количества циклов нагружения конструкций за нормативный срок их эксплуатации (под циклом нагружения понимается изменение напряжения от нуля до нуля через максимальное значение). Количество циклов для подкрановых конструкций равно количеству подъемов груза за нормативный срок службы.

Функционирование и долговечность металлических конструктивных элементов каркаса здания зависит от внутрицеховой среды. Для определения степени агрессивного воздействия среды на стальные конструкции используют скорость коррозионного поражения незащищенной металлической поверхности, мм/год. Существует четыре степени агрессивности среды для металлоконструкций, каждая зависит от концентрации агрессивных газов и относительной влажности внутри помещения. Среда может быть:

• неагрессивной (металл подвержен коррозии со скоростью до 0,01 мм/год);
• слабой (до 0,1– 0,05 мм/год);
• средней (до 0,1 мм/год);
• сильной (свыше 0,1 мм/год).

2. Экономические факторы.

Они включают в себя затраты на возведение здания, в том числе стоимость:

• используемых материалов;
• способа изготовления, перевозки и монтажа металлического каркаса здания.

Следует помнить о том, что расходы будут меньше при меньших временных затратах на строительство, а также при раннем начале изготовления продукции. Также подлежат учету затраты, необходимые для поддержания строения в состоянии, которое обеспечивает его нормальную эксплуатацию на протяжении всего срока службы.

Типизацию конструкций используют как в отношении конструктивных схем здания в целом, так и его отдельных элементов.

В процессе типизации в первую очередь определяют минимальный обоснованный размер основных параметров здания (включая пролеты, шаги колонны, высоты). Для этого используют унифицированные габаритные схемы строений. Далее следует разработка проекта типовых элементов конструкции (колонн, стропильных и подстропильных ферм, подкрановых балок, связей, вспомогательных конструкций). Последний этап типизации заключается в разработке рабочих чертежей сортамента типовых конструктивных элементов, из которых изготавливают металлический каркас здания.

Важное значение имеет принцип модульности, который представляет собой соизмеримость габаритов элементов, кратности их определенной величине, называемой модулем. Благодаря этому принципу:

• уменьшается количество монтажных элементов;
• максимально снижается объем укрупнительной сборки на стройплощадке, так как используются более крупные отправочные элементы;
• повышается транспортабельность элементов каркаса здания;
• упрощаются монтажные соединения деталей;
• обеспечивается требуемая жесткость конструкции в процессе транспортировки и монтажа металлического каркаса;
• сокращается время, затрачиваемое на проектирование.

Благодаря унификации объемно-планировочных и конструктивных решений значительно сокращается количество типоразмеров конструктивных элементов каркаса, что позволяет разрабатывать типовые конструкции, подходящие для многократного применения.

В настоящее время производственные здания общего назначения возводятся на основании типовых чертежей колонн, ферм, подкрановых балок, фонарей, вспомогательных конструкций.

Для снижения стоимости монтажа металлокаркасных зданий используют конвейерную сборку, суть которой заключается в том, что отдельные детали каркаса на специальной площадке собирают в жесткие пространственные блоки, которые в дальнейшем целиком устанавливаются в положение, предусмотренное проектом.

Такой способ монтажа наиболее оправдан при возведении зданий и строений большой площади. Следовательно, при их проектировании следует учитывать возможность использования блочного способа сборки. При этом в монтируемые конструкции вносятся определенные изменения.

Нюансы монтажа металлического каркаса здания

• Монтаж колонн рядовых рам.

Сборка конструкций осуществляется на фундаментах, возведенных согласно техническому заданию. Допустимые отклонения размера основания от проектных чертежей не должны быть больше, чем указано в СНиП 3.03.01-87.

Для крепления каркаса здания к фундаменту используются анкерные болты.

Чтобы фиксировать монтируемые конструкции, необходимо заранее подготовить временные связи, расчалки в количестве, определяемом монтажно-строительной организацией.

Ответственность за временные связи при возведении здания лежит на строительно-монтажной компании.

В первую очередь подготавливается фундамент, затем на него устанавливают и закрепляют колонны рядовых поперечников. Первоначальный этап монтажа колонн заключается в создании связевых секций. В процессе сборки важно поддержание колонны в вертикальном положении до того, как необходимо будет ее раскрепить временными связями. В роли последних чаще всего выступают текстильные канаты или другие материалы, которые не деформируют конструкции. Колонна должна удерживаться на месте до крепления к фундаменту и фиксации при помощи временных связей.

После установки оставшихся колонн связевой секции они крепятся к фундаменту, устойчивое положение обеспечивается временными связями.

Далее устанавливаются прогоны, распорки и связи по колоннам связевой секции. Важно следить, чтобы наружная плоскость полок стеновых прогонов была заподлицо с плоскостью наружных полок колонны. Устанавливая гибкие связи, необходимо определить очередность натяжения, чтобы не возникла неравномерная деформация каркаса и его элементов. Усилие натяжения гибких связей – 0,3 тонны (т. с). Контроль натяжения связей выполняется после закручивания с занесением результатов измерения в специальный журнал. В процессе установки важно контролировать проектное расстояние по осям здания.

После того как установлены колонны связевой секции, к ним последовательно присоединяют колонны рядовых рам, скрепляемых друг с другом при помощи распорок и прогонов. Последующие колонны запрещено монтировать до того, как будут установлены все прогоны и распорки между ранее возведенными колоннами. Сборку выполняют до тех пор, пока не будет собран последний связевый блок или крайняя рядовая рама.

• Монтаж ферм рядовых рам.

Собирать фермы покрытия здания начинают с установки связевого пролета. Первая ферма связевого блока монтируется при помощи траверсов и текстильных строп. Строповка несущей конструкции выполняется в двух местах – в каждой трети длины ее габарита. В процессе строповки запрещено использовать стальные или цепные стропы из-за возможности повреждения тонкостенных металлических элементов металлического каркаса здания или сооружения.

Ферма должна удерживаться в поднятом вертикальном положении до закрепления на колоннах с помощью временных связей. В роли последних выступают текстильные канаты или другие материалы, которые исключают вероятность деформации элементов металлического каркаса.

Установка второй фермы выполняется аналогичным образом при помощи траверсов и текстильных строп. Эта несущая конструкция удерживается на месте, кровельные прогоны крепятся в ее краях и в четвертях пролета, распор устанавливается по нижнему поясу фермы.

Оставшиеся кровельные прогоны связевого блока монтируются согласно монтажным чертежам. Наружная плоскость полок кровельных прогонов должна быть расположена заподлицо с плоскостью наружных полок верхнего пояса фермы.

Затем устанавливаются вертикальные и горизонтальные связи по покрытию (по фермам). Гибкие связи натягиваются на проектное усилие 0,3 тонны (т. с.). Проконтролировать натяжения связей необходимо по моменту закручивания с занесением результатов измерения в специальный журнал.

Далее необходимо проверить прямоугольность и вертикальность раскрепленного связями пролета. Для проверки используется теодолит.

После сборки связевого блока к нему следует последовательно присоединить рядовые фермы, скрепив их друг с другом при помощи кровельных прогонов и распоров. Фермы монтируются способом, аналогичным описанному выше. Последующие несущие конструкции нельзя монтировать до того, как будут установлены все кровельные прогоны и распоры между ранее собранными элементами каркаса. Сборку следует выполнять до последнего связевого блока или крайней рядовой рамы.

Временные связи, расчалки, распорки удаляются после того, как будет выполнен окончательный монтаж ограждающих конструкций.

• Монтаж каркаса торцевых стен.

На подготовленный фундамент в соответствии с монтажными схемами устанавливаются предварительно собранные элементы торцевой стены.

Собранная торцевая балка устанавливается на опоры стоек.

Кровельные прогоны монтируются в соответствии с монтажными схемами.

Распорки распределяются по стойкам, устанавливаются прогоны стен и гибкие вертикальные связи. Гибкие связи натягиваются на проектное усилие.

Вертикальность и горизонтальность собранных стоек проверяется при помощи теодолита.

Затем в соответствии с проектной документацией монтируются конструкции, обрамляющие дверные, оконные проемы, проемы ворот.

Монтажные работы производятся согласно утвержденному проекту производства работ (ППР), который должен соответствовать общим требованиям, закрепленным в СНиП 3.03.01.-87.

Защитные покрытия металлического каркаса здания

И в промышленности, и в быту поверхность металлического каркаса зданий и сооружений покрывается специальным пленочным слоем.

1. Нанесение дополнительного металла.

Используемый в качестве защитного покрытия металл должен обладать высокими собственными антикоррозийными свойствами. Для этих целей подходят цинк, олово, хром, никель. В зависимости от выбранного материала используется тот или иной технологический процесс.

Чаще всего применяется цинкование. Нанесение анодных пленок служит электрохимической защитой металлических поверхностей, катодных – только механической. Повреждение катодного слоя повышает подверженность металла коррозии.

Нанесение на металлические элементы каркаса защитного слоя выполняется путем:

• погружения в горячий металл;
• осаждения на деталях солей из электролита;
• газотермическим способом (посредством напыления плазменной струей);
• плакирования, т. е. одновременной горячей прокатки обоих металлов, за счет которой они прочно соединяются друг с другом, образуя особый материал – биметалл.

СНиП требует обязательной антикоррозионной защиты металлических каркасов зданий за счет горячего цинкования и плазменного напыления для сварных соединений, болтов и заклепок, а также отдельных монтажных деталей.

2. Неметаллические покрытия.

Способ заключается в нанесении на металлические поверхности органических покрытий (лакокрасочных составов, смол, полимерных материалов), защищающих металлы от агрессивного воздействия внешней среды.

В основе используемых для антикоррозийного покрытия красящих составов лежат взвешенные красящие частицы в органическом связующем, а лаков – смолы с растворителем.

Для лакокрасочных материалов (ЛКМ) характерна отличная заполняемость отверстий, однородность, пластичность, высокие адгезивные свойства. Правильно нанесенные покрытия обеспечивают эффективную защиту металлических каркасов зданий в течение 5 лет.

Согласно требованиям СНиП, до нанесения защитного покрытия металлические конструкции очищаются (степень 1). Нормирование уровня очистки алюминиевых поверхностей не предусмотрено.

Добавление в красящие составы или лак определенного количества металлической пыли улучшает свойства покрытия, придавая ему эффект протектора.

Допускается использование неорганических покрытий (оксидов металлов, соединений хрома, эмалей).

Хромируют конструкции при помощи диффузионного метода, эмалируют за счет высокотемпературного воздействия в заводских условиях. Основным недостатком эмалированных покрытий является их хрупкость, возможность повреждения при механических воздействиях.

Хорошая защита обеспечивается путем нанесения прочной оксидированной пленки, получаемой после обработки металла растворами кислот.

Недостаток такого покрытия заключается в невысокой устойчивости к воздействию влаги и воды. Для большей прочности оксидную пленку пропитывают маслами.

В соответствии с требованиями СНиП после химического оксидирования алюминиевых деталей их необходимо окрашивать.

Коррозия – это самопроизвольный процесс, приводящий к негативным последствиям. Профилактические процедуры следует проводить заблаговременно, до того, как появятся первые видимые признаки ржавчины.

Перечисленные способы противодействия возникновению коррозии широко распространены, однако в большинстве случаев их можно использовать исключительно в заводских условиях. В бытовых целях приходится ограничиваться покрытием металлических поверхностей красками или лаками.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

• цветные металлы;
• чугун;
• нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Здания и ангары из ЛСТК

ЛСТК технология – металлокаркасная технология строительства зданий и ангаров на основе Легких Стальных Тонкостенных Конструкций. Тонкостенными называются конструкции из стальных профилей, с толщиной стенки до 3,0мм. Изготавливаются тонкостенные профили методом холодного проката стального штрипса (стальной ленты в рулоне). В качестве сырья для ЛСТК профилей применяется сталь с цинковым покрытием. В разрабатываемых конструкциях ЛСТК мы используем профили из стали марки 350, 390, первого класса покрытия цинком – 275гр/м2, что обеспечивает зданиям и ангарам длительный срок службы.

Каркасы можно разделить на два вида: рамные и панельные. Рамный конструктив применяем для строительства ангаров из ЛСТК и зданий с большими пролетами. Жилые дома и здания офисного типа строим из панельных каркасов ЛСТК. Для каждого вида каркасов применяется свой специализированный крепеж. Для строительства ЛСТК ангаров необходимы болтовые соединения с усилением узлов фасонными стальными элементами толщиной 4-10мм. В панельных каркасах традиционно применяются саморезы для ЛСТК или заклепки.

В этом материале мы подробно рассмотрим металлоконструкции ЛСТК. Разберемся с плюсами и минусами технологии, а также, выясним как извлечь все преимущества ЛСТК технологии, успешно обойдя ее недостатки. Наш конструкторский отдел предложит наиболее оптимальный конструктив для Вашего ангара или здания.

Содержание статьи:

Каркас ангара из ЛСТК

Рамный каркас ангара из ЛСТК — это система колонн, ферм и балок, образующих плоские и пространственные рамы в двух или трех направлениях. Такие металлокаркасы, в отличие от панельных, имеют разряженную структуру. Применяются для строительства сооружений со стенами высотой до 6м и с безопорными пролетами до 24м. Колонны собираются из профилей ЛСТК и располагаются по периметру здания с шагом от 2-ух до 6 метров.

Рамные металлокаркасы ЛСТК изготавливаются из сплошных профилей без термопросечек (термопрофилей ЛСТК, о них расскажем далее), поэтому утепление здания производим с внешней стороны конструкций по классической схеме утепления ангаров из металлических конструкций. Таким образом, в теплом контуре полностью отсекаются мостики холода. В роли ограждающих конструкций для теплых ангаров применяем сэндвич-панели на основе минеральной ваты, полиизоцианурата, пенополистирола. Также, возможно устройство послойной утепляющей облицовки, состоящей из рулонного минераловатного утеплителя совместно с профлистом. Для отделки холодных ангаров из ЛСТК используем оцинкованные профилированные листы или такие же листы с полимерным покрытием различных цветов. Фундаментом для ангара из ЛСТК могут служить мелко заглубленная лента, монолитная плита, винтовые сваи или сборные железобетонные конструкции. Определяем тип подходящего фундамента в после проведения геологической разведки и сбора нагрузок на фундаменты.

Плюсы каркаса ангара из ЛСТК

1. Короткие сроки возведения
2. Небольшая нагрузка на фундамент
3. Высокая точность деталей при производстве
4. Невысокая стоимость 1кв.м. несущего каркаса
5. Безопорное перекрытие пролетов до 24 метров
6. Высокая коррозионная устойчивость оцинкованных профилей ЛСТК
7. Компактные габариты конструкций в разобранном виде при транспортировке
8. Низкая масса относительно металлических конструкций из горячекатаного проката

Панельный каркас здания из ЛСТК

Панельный каркас, аналогично рамному, устроен на основе стальных профилей, но в этой конструктивной схеме применяются термопрофили ЛСТК. Термопрофиль ЛСТК – это стальной профиль, в котором для снижения коэффициента теплопроводности, стенки подвергают перфорации. Перфорация наносится методом вырубки узких полосок или нанесением просечек. Форма и расположение термопросечек способствует рассеиванию мостиков холода, стремящихся проникнуть по металлу снаружи внутрь помещения. На изображении устройства пирога стены можно увидеть термопрофиль в роли стоечных элементов.

Конструктив панельного каркаса состоит из сборочных единиц, каждая из которых представляет собой каркас отдельной стеновой панели или панели перекрытия. Два направляющих профиля располагаются на противоположных краях панели. Между ними устанавливаются стоечные термопрофили. Для удобства сборки направляющие профили ЛСТК изготавливаются П-образной формы в сечении, в них вставляются стоечные профили С-образного сечения. Панельные каркасы ЛСТК применяют для строительства зданий до трех этажей. Здания выше требуют интеграции пространственной жесткой рамы из горячекатаного металлопроката. При таком конструктиве, профили используются в роли ограждающих конструкций и перегородок, а несущую функцию выполняет рама из черного металла.

Скрепляются ЛСТК профили между собой с помощью специальных сверлоконечных саморезов для ЛСТК, размером 4,8х16; 4,8х19; 4,8х20, с низким профилем головки и гроверной насечкой, предотвращающей самопроизвольное выкручивание метиза. В данном виде конструкций утеплитель закладывается между элементами каркаса. По этой причине шаг стоечных С-образных профилей равен ширине стандартного мата утеплителя — 600мм.

Плюсы панельного каркаса здания из ЛСТК

• Равномерное распределение нагрузок на фундамент. Как следствие — возможность устанавливать здания на простые незаглубленные фундаменты.
• Отсутствие тяжелой грузоподъемной техники на строительной площадке. Профили весят, в среднем, 5-10кг, а отдельная сборочная единица – каркас стеновой панели не более 150кг. В редком случае, требуется техника для подъема заранее собранных кровельных ферм в проектное положение, при этом, такая процедура занимает не более одной рабочей смены.
• Множество вариантов отделки. Каркас ЛСТК можно облицевать любыми декоративными материалами. Для фасада здания отлично подходят сайдинги (металлические, виниловые), металлокассеты (Alucobond и аналоги), керамогранит, панели имитирующие срез камня, кирпичную кладку, имитацию бруса или бревна. Внутри здание отделывается листами гипсокартона, СМЛ с декоративным покрытием, панелями ПВХ, МДФ, листами ЦСП и другими листовыми материалами.
• Высокая эстетика готового объекта. Каркас здания остается внутри стен, нет выступающих элементов металлоконструкций за пределы отделочных материалов. Разнообразие отделки может создать яркий внешний облик здания.
• Высокая степень энергосбережения готовых зданий. Благодаря применяемым эффективным утеплителям, как правило, толщиной 150-200мм и послойному устройству облицовки, стены имеют высокий коэффициент сопротивления теплопередаче.
• Огнестойкость. Соответствует требуемым пределам, установленным для зданий II степени огнестойкости. Следует добавить, что данная степень огнестойкости достижима при использовании определенных технических решений применяемых нашей компанией.
• Широкие возможности применения. Панельное устройство металлокаркаса на основе термопрофилей подходит для возведения коммерческих и промышленных зданий приближенных по своим характеристикам к гражданским объектам – административно-бытовым корпусам, небольшим магазинам, торговым павильонам. Панельная технология активно применяется в частном малоэтажном и коттеджном строительстве. В том числе, для строительства хозяйственных вспомогательных помещений, гаражей, бань и т.п.

Минусы ЛСТК технологии

При всех положительных характеристиках ЛСТК технологии, она имеет ряд минусов, о которых следует помнить, для правильного подбора типа металлоконструкций будущего здания.

Отсутствие пластичности.

Замятие или деформация элемента конструкции под нагрузкой влечет обрушение. В тех же условиях детали из горячекатаного проката могут деформироваться и работать дальше.

Пример: вследствие аномальных осадков и превышения снеговой нагрузки учтеной при проведении расчетов, превышается допустимый прогиб фермы из ЛСТК по длине. Конструкция разрушается. Из горячекатаного проката, в тех же условиях, ферма провиснет, но будет в проектном положении даже превысив допустимый прогиб.

Ограниченный диапазон отклонения стенки профиля из рабочей плоскости.

Минимальное превышение допустимого отклонения стенки профиля из расчетной плоскости приводит к стремительной потере несущей способности.

Пример: случайный наезд погрузчика на колонну ангара из ЛСТК конструкций приведет к моментальной потере несущей способности и обрушению. В случае с колоннами из черного металла колонна окажет большее сопротивление в горизонтальной плоскости, в силу более сложного сечения и толщины стенки. Претерпев деформацию, колонна из горячекатаного проката (двутавра, трубы) способна выполнять свою функцию, до момента проведения работ по ее замене.

Низкая огнестойкость.

По этой причине часто невозможно получить согласование в пожарных органах и этот отказ не беспочвенный. Не углубляясь в степени огнестойкости и цифры мы знаем, что металл при нагревании становится пластичным и теряет свои механические свойства, в частности, снижается предел прочности и упругость. Тонкостенные профили ЛСТК достигают этого состояния в разы быстрее, чем элементы из черного металлопроката.

Пример: в случае воздействия источника высокой температуры на стенку ЛСТК профиля толщиной 1,5-2,0мм, нагревание до потери несущей способности займет не более 15 минут, в такой же ситуации элемент из профильной трубы или двутавра с толщиной стенки 6,0-8,0мм выстоит не менее 45 минут.

Глобальный характер обрушения.

При локальной потере устойчивости металлоконструкций, вследствие любого выше приведенного фактора, обрушение будет носить масштабный характер.

Пример: потеря несущей способности одного кровельного прогона в кровельной системе приводит к цепной реакции и обрушению всего здания. Деформирующийся по длине кровельный прогон выводит из рабочей плоскости стенки ЛСТК профилей в верхних поясах двух соседних кровельных ферм. Фермы, обрушиваются и выводят из проектного положения рядовые колонны. Колонны не способны противостоять этой нагрузке обрушиваются каскадно. Именно поэтому в отчетах экспертиз по аварийным зданиям из ЛСТК, признаются не подлежащими восстановлению 80-90% конструкций. В случае обрушения конструкций из черновой тяжелой стали последствия локальные, не превышают шага одной-двух рам металлокаркаса.

Цена ангара из ЛСТК

Цены на ангары из ЛСТК, в разрезе готового здания, сопоставимы со стоимостью аналогичных объектов, построенных с применением горячекатаного металлопроката и составляют за 1кв.м. 8000-12000 рублей в неутепленном исполнении и 12000-25000 рублей при использовании сэндвич-панелей. Отделочные материалы идентичны, разница лишь в несущем каркасе. По логике, каркас ЛСТК легче и стоимость его меньше. Однако, на сегодняшний день стоимость стального штрипса, для изготовления легких профилей, на 25% выше стоимости горячекатаного проката. Преимущество меньшей массы-стоимости готовых ЛСТК конструкций частично утрачивается на этом этапе. Следующим фактором, скрадывающим относительную дешевизну ЛСТК конструкций, по причине их малого веса, является стоимость монтажных работ. Например, колонны или сварные фермы из черной стали доставляются на строительную площадку в готовом виде, а колонны и фермы из ЛСТК необходимо предварительно собрать из профилей и фасонных элементов. Эти работы стоят дороже на 30-40%. Дополнительно, учтем большое количество метизов для монтажа. Это вторая причина, нивелирующая разницу в цене между готовым ангаром из ЛСТК и его аналогом из черного металла. Третий фактор – низкая огнестойкость металлоконструкций ЛСТК. Они требуют конструкционной огнезащиты, которая добавит заметный прирост стоимости. Четвертое – необходимость защищать колонны из ЛСТК отбойниками в зданиях, где активно перемещается техника.

Тем не менее, ангары из ЛСТК могут успешно применяться для объектов с определенным ограниченным функционалом. Преимущественно, это небольшие временные и вспомогательные здания. Но и для владельцев, желающих построить крупные объекты, у нас хорошие новости – наша компания ведет проектирование и производство гибридных каркасов, комбинируя металлоконструкции из горячекатаного проката и ЛСТК профилей. ЛСТК профили служат второстепенными элементами — кровельные, стеновые прогоны, фахверковые конструкции. Основные несущие функции выполняют элементы из надежного горячекатаного проката — колонны, кровельные фермы, связи. Таким образом, стоимость разрабатываемых нами комбинированных металлоконструкций очень близка к конструкциям из ЛСТК, но они значительно превосходят их по техническим характеристикам.

Источник https://m-strana.ru/articles/karkasnye-doma-iz-metallicheskogo-profilya-proekty-pod-klyuch/

Источник https://vt-metall.ru/articles/501-metallicheskij-karkas-zdaniya

Источник https://promstalzdanie.ru/tekhnologii/lstk-tekhnologiya