Устройство металлического каркаса: простота плюс надежность

Вопросы, рассмотренные в материале:

• Какие существуют разновидности металлических каркасов
• В чем заключаются достоинства и недостатки подобных конструкций
• Каково устройство каркаса из металлического профиля
• Как собрать металлический каркас для потолка, стен и возведения перегородки

В настоящее время в строительстве широко распространены различные металлоконструкции. Они долговечны, легковозводимы, экономичны и имеют высокие эксплуатационные качества. Устройство металлического каркаса, его универсальность и совместимость со многими другими материалами, например, стеклом или гипсокартоном, дает возможность применения подобных конструкций в самых различных сферах.

Разновидности и устройство металлического каркаса

Существует несколько видов металлокаркаса, каждый из которых применяется в определенном направлении строительства:

1. Металлокаркасы для быстровозводимых конструкций.

Металлокаркасы широко применяются при строительстве быстровозводимых зданий, к которым относят склады, ангары, отдельно стоящие торговые павильоны и кафе. Такие каркасы, как правило, поставляются в виде набора стандартных деталей, имеющих удобные для складирования и транспортировки размеры. На месте из этих деталей достаточно просто монтируется основа нужного здания.

По способу монтажа сборные металлические каркасы классифицируют на стационарные и мобильные конструкции.

• Стационарные. Конструкции, собираемые из деталей такого набора, прочны, надежны и долговечны. Так как их используют постоянно, то они капитально вмонтированы в фундамент. Детали каркаса изготовлены из качественного дорогого металла, имеющего длительный срок службы.
• Мобильные. Устройство сборных металлических каркасов этого типа предполагает возможность их многократного монтажа и демонтажа, поэтому они должны легко собираться и разбираться. Детали этих конструкций достаточно легкие, компактные и устойчивые к внешним воздействиям. Такие каркасы оптимальны для летних кафе, садовых павильонов, временных беседок и т. д.

2. Несущие металлокаркасы зданий.

Каркас – это несущая основа любого здания. В современных строительных технологиях, как правило, используют металлический каркас, в основе устройства которого металлические вертикальные стойки и горизонтальные перекладины – ригели. Они присоединяются друг к другу при помощи сварки и болтов, в результате чего получаются поперечные рамы, к которым крепится система растяжек, придающая прочность возводимому зданию.

Вся конструкция из стоек и рам устанавливается на фундамент. Когда основа каркаса здания смонтирована, начинается монтаж кровельных и стеновых прогонов. Полностью готовый металлический каркас облицовывается кирпичом, железобетоном или другим подходящим материалом. Совершенно ясно, что от качества установки конструкции напрямую зависит прочность, надежность и долговечность всего здания.

3. Арматурные металлокаркасы.

Каркас из арматуры является основой любого железобетонного изделия. Арматура служит для усиления несущей способности элементов здания, повышения прочности и устойчивости к разного рода воздействиям. Материалом арматуры чаще всего бывает металл. От качества каркаса из арматуры зависит долговечность возводимого здания.

По устройству металлические армокаркасы бывают сварными, линейными или объемными.

• Сварные. Продольно и поперечно направленные стержни металлической арматуры в местах пересечения между собой свариваются, образуя жесткий каркас, впоследствии заливаемый бетоном.
• Линейные. Их используют для армирования стен, потолков, стяжек для полов. Поверхности, армированные такими каркасами, необязательно должны быть плоскими. Часто это изогнутые, цилиндрические и прочие элементы с малой площадью поперечного сечения.
• Объемные. Это полностью трехразмерные конструкции. Формируются они из предварительно изготовленных металлических решеток.

4. Металлокаркасы для лестничных пролетов.

Такое исполнение лестницы отличается прочностью и долговечностью. Как правило, сначала конструкция монтируется, затем ее облицовывают. В качестве облицовки используют разнообразный материал: металл, дерево, камень и т. д.

Металлический каркас не только придает лестнице прочность и долговечность, но и часто является оригинальным дизайнерским ходом.

5. Интерьерные металлокаркасы.

Чаще всего – это металлические каркасы мебели. Скамейки, стулья, столы, кровати и т. д. Плюсом такой мебели является ее долговечность. Изделия, основой которых является металлокаркас, более устойчивы к внешним воздействиям и способно выдержать большие нагрузки.

В массе своей такая мебель не отличается изысканным дизайном. Она находит применение в служебных помещениях. Однако некоторые образцы на основе металлического каркаса, разработанные профессиональными дизайнерами по индивидуальному заказу, могут быть уникальными объектами, способными украсить любой интерьер.

Устройство металлических каркасов также нашло широкое применение в промышленном строительстве. Их применяют при возведении перегородок, сборных потолков и полов. Каркасные конструкции незаменимы при сооружении спортивных и зрелищных арен, оформлении спектаклей и перформанса.

Достоинства и недостатки металлического каркаса

Основным достоинством устройства металлического каркаса при строительстве зданий является сравнительно малая трудоемкость работы. Технология основана на сборке уже готовых элементов, выполненных на заводском конвейере, который обеспечивает точность деталей, их качество и массовость производства.

Детали каркаса крепятся между собой в основном болтами. Крепление болтами – это относительно нетрудоемкая, технологичная операция, позволяющая использовать средства механизации. Кроме того, при монтаже каркаса отсутствуют «мокрые» процессы, имеющие место в строительстве.

Рекомендовано к прочтению

Поэтому, имея небольшое количество квалифицированных рабочих, обеспечив электроснабжение строительной площадки, без применения тяжелой техники на облегченном фундаменте можно возвести каркас конструкции целого дома всего за 2-3 недели. Меньше, чем при традиционном строительстве, будут и финансовые расходы.

Среди недостатков строений со сборным каркасом из металлического профиля отметим в первую очередь потерю устойчивости конструкции при пожаре. Под действием прямого огня металлокаркас очень быстро теряет устойчивость, что приводит к обрушению всего здания и может стать причиной большого количества жертв. Еще одним недостатком является наличие так называемых «мостиков холода» (металлические детали, контактирующие с внутренней и внешней сторонами стены, способные уводить тепло из помещения наружу).

Устройство каркаса из металлического профиля

Основа каркаса – профиль. Его, как правило, делают из оцинкованной стали. Различают несущий и направляющий профили. Последний формирует плоскости и крепится к несущему.

Все профили различаются своей формой и размерами.

• Несущий профиль марки CD (ПП). Это самые распространенные типы профиля для стоек и потолка. Самый популярный размер для потолка и стен – CD-60 (ПП-60). Он прочен, имеет невысокую погонную массу и легко гнется, что необходимо при сборке многоуровневых потолков. Стандартные размеры составляют от 2,75 м до 4,5 м с поперечным сечением 60 на 27 мм.
• Арочный. Довольно дорогой профиль, используемый при формировании сложных фигурных конструкций. Его легко гнуть руками. Типоразмеры те же, что и у профиля, описанного выше.

• Направляющий из металла UD (ПН). Устройство этого вида металлического профиля «заточено» под монтаж гипсокартона. Размеры профиля UD-27 (ПН-27) с сечением 28х27 мм совпадают с толщиной ГКЛ. Стандартная длина рейки составляет 3 м.
• Профиль марки CW (ПС). Несущий или стоечный металлический профиль для стен, арок и перегородок. Самостоятельно используется редко из-за низкой жесткости. Для ГКЛ рекомендуется CW-50 с размерами сечения – 50х50 мм. Есть аналогичные элементы с большим сечением – CW-75, CW-100 (50х75 мм и 50х100 мм соответственно).
• Направляющий UW (или ПН). Эта марка обычно используется совместно с маркой CW. Самым распространенным размером является UW-50. Его используют для формирования внешних углов. Размер сечения – 50х40 мм. Для сборки каркасов применяют UW-75, UW-100 совместно с CW-75, CW-100.

Толщина металла, из которого сделан профиль, различная. Оптимальная составляет 0,55–0,6 мм.

Из аксессуаров и приспособлений, упрощающих монтаж и увеличивающих прочность сборных металлических каркасов, используют следующие элементы:

• Подвесы. Различают прямой и анкерный. Первый выполнен в виде металлической перфорированной ленты с возможностью продольного сгибания ее в виде буквы «П». Подвес крепится к несущей поверхности дюбелем и рассчитан на нагрузку до 40 кг. Длина такого подвеса составляет от 7,5 до 30 см (наиболее распространенная длина – 12,5 см).

Анкерный или пружинный подвес с тягой используют тогда, когда длины прямого не хватает. Для ее увеличения служит тяга-спица размером от 25 до 100 см. Рассчитан такой подвес на 25 кг нагрузки. Использование этого подвеса упрощает установку потолка в горизонтальной плоскости.

• Соединители несущих профилей. Их можно разделить на продольные, крестообразные, двухуровневые и угловые. Продольные соединители служат для увеличения длины несущего профиля. Крестообразные или одноуровневые («крабы») применяют для крепления реек из металла одного уровня крест-накрест. Их грузоподъемность составляет до 20 кг/м² поверхности. Двухуровневые соединители предназначены для связки несущих профилей различных уровней.

При установке металлического каркаса применяют следующий крепеж:

• Дюбели. Обычно применяют такие приспособления из пластмассы двух типоразмеров. Для крепления направляющих – 40 мм, для крепления каркаса второго уровня – 6 мм.
• Саморезы. Служат для соединения элементов каркаса между собой и крепления к ним гипсокартона. Применяют саморезы сверлящие (головка типа буравчик – LB), прокалывающие (головка – LN), диаметром 3,5 мм и длиной 9–16 мм, а также универсальные с пресс-шайбой и острой головкой или тексы с размером 9,5х3,5 мм. Гипсокартон крепят саморезами по металлу TN25 длиной 25 мм и диаметром 3,5 мм с частой резьбой. Для многослойного гипсокартона применяют детали длиной 35 мм.

Сборка металлического каркаса для потолка, стен и устройства перегородок

Перед тем как приступить к работе, проводятся обмеры и расчет. В случае капитального ремонта монтаж нужно начинать с потолка, переходя потом на стены. Разметку потолка начинают с самого его нижнего участка, а стен – с заваленной внутрь комнаты или с откосов окон. Расстояния профилем должно соответствовать размеру листов гипсокартона (40 или 60 см).

Приступать к следующей стене следует только после того, когда полностью будет завершена обшивка предыдущей. При монтаже необходимо сразу же учесть установку светильников, розеток, выключателей, предусмотреть места для прокладки коммуникаций, продумать, как будет установлена теплоизоляция и звукоизоляция. Обычно между каркасом и стеной оставляют свободное пространство около 10 см. Под направляющие подкладывают уплотнительную ленту, промазанную герметиком.

Из инструментов необходимо иметь болгарку, лазерный или строительный (двухметровый) уровень.

• Работа с потолком.

В первую очередь с помощью лазерного уровня по всему периметру нанесите линии положения направляющего профиля. При этом следует учесть кривизну потолка, толщину профиля, размеры листа гипсокартона и изоляции.

Затем нарезаются и равномерно, с шагом 50 см, крепятся гвоздями дюбелей сами направляющие. После чего на потолке размечают точки крепления прямых подвесов – несущего профиля. Следует иметь в виду, что расстояние от стены до первого подвеса – 20 см. Остальные ставят с шагом 40–60 см, но не менее одного метра.

Затем готовят несущий профиль. При необходимости его удлиняют с помощью продольного соединителя.

Несущие устанавливаются в следующем порядке: первый ставится в 10 см от стены, второй от него через 40 см, а все остальные с шагом 50 см. Если планируется вешать тяжелые люстры, то шаг снижают на 5 см. На этом этапе важно убедиться, чтобы светильники не попадали на каркас. После проверки на плоскостность подвесы прикручивают к профилям.

Поперечные балки ставят реже и связывают их крабами. Фактическое положение несущего профиля отмечают на стенах, чтобы не промахнуться при последующей установке листов гипсокартона.

• Работа со стенами.

Определив заваленную сторону, начинают с нее разметку. В соответствии с разметкой по всему периметру прокладывают и закрепляют направляющий профиль, после чего приступают к монтажу несущих:

• Несущие нарезаем кусками на 1 см короче расстояния между направляющими. Первую вертикаль ставим в 10 см от края стены или в углу, следующие – через каждые 40 или 60 см, в зависимости от требуемой жесткости.
• При помощи саморезов с пресс-шайбой соединяем их.
• И, наконец, крепим подвесы к стене при помощи дюбелей. Делаем это, ориентируясь по предварительно натянутым нитям.

Соединяем подвесы с профилем. В углу профиль крепят к стене уголком, сделанным из куска профиля. Его надрезают по бортику, сгибают под 90°, одним концом крепят к стене, а другим прикручивают к несущему профилю саморезами. Такое устройство обеспечивает более прочное соединение.

В тех случаях, когда высота стен больше длины листа гипсокартона, в местах соединения листов необходимо установить поперечные балки. Так как листы устанавливают в шахматном порядке, то перемычки ставятся сверху или снизу по ширине листа.

• Установка перегородки.

На стенах, потолке и полу выполняют разметку под направляющие с учетом ширины перегородки. Далее нарезают или удлиняют профиль до требуемых размеров и приступают к его монтажу. Крепление осуществляется дюбелями. Шаг – 60 см.

После установки направляющих приступают к монтажу вертикальных стоек из несущего профиля. Его также устанавливают с шагом 40 или 60 см в зависимости от требуемой жесткости конструкции. Соединяют с несущим профилем стойки саморезами с каждой стороны в четырех местах или просекателем.

Поперечины из несущего профиля монтируют с таким же шагом. Несущие соединяют при помощи вырезов бортика на поперечинах. Крепят саморезами. Важно учитывать наличие проводки и коммуникаций. Под них делают специальные крепежи. Также внимание уделяется дверным проемам и нишам, если они планируются. Для большей прочности между стенами перегородки устанавливают перемычки, которые выполняют из кусков профиля.

Если выбран рифленый ПС, его не закрепляют. За счет его рифленой поверхности они и самостоятельно удерживаются в покое. Это экономит время монтажа.

Стоимость устройства металлического каркаса

Расценки на установку металлических конструкций зависят от таких факторов, как:

• Площадь постройки. Как правило, существуют скидки на большие объемы работ.
• Вид сооружения и уровень его сложности. Ясно, что уровень требований к холодному складу и к такому же по площади торговому комплексу будет разным. Соответственно, различными будут как затраты на строительство, так и цена на него.
• Ценовая политика компании.
• Вес металлических конструкций. Стоимость здания во многом зависит от общего веса монтируемого каркаса.
• Район. Расходы на доставку оборудования и перевозку рабочих так или иначе связаны с местоположением объекта.
• Состояние инфраструктуры. Дороги, в том числе и свобода проезда к объекту грузового транспорта и техники. Наличие электро- и водоснабжения и возможность к нему подключиться.
• Срочность выполнения. Если работу нужно произвести быстро, то появляется необходимость задействовать дополнительные бригады, увеличить объем используемой спецтехники при выполнении монтажа, ввести посменный график.

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.

Металлокаркас для частного дома: особенности и этапы строительства

На чтение 6 мин. Просмотров 1.3k.

Основой таких домов является металл, из которого производятся все необходимые составляющие. Толщина профилей различна — для каждого дома она индивидуальна и зависит от внешних факторов.

Каркасные дома наиболее предпочтительны — они имеют большинство преимуществ. Но наибольшее распространение получила канадская технология сборки домов.

Они удобны тем, что сделать и зашить металлические рамы можно по отдельности, а потом их просто соединить между собой.

Преимущества

1. Каркасные дома проверены временем и к их преимуществам можно отнести:
2. Высокопрочный материал;
3. Учитывая небольшой вес, можно хорошо сэкономить на фундаменте;
4. Устойчивость к плесени, грибку и гниению;
5. Высокоточный монтаж;
6. Дешевая транспортировка;
7. Отсутствие отходов и мусора;
8. Возможность строения свободной планировки и большими пролетами.

СТОИТ ЗАПОМНИТЬ! Здания возведенные по этой технологии, не подвергаются серьезным изменениям, даже если не отапливаются в холодное время года, что особенно важно для дачного строительства.

Недостатки

1. Подвержены ржавчины;
2. Высокая пропускная способность тепла;
3. Минимальное время эвакуации во время пожаров;
4. Сложность закрепления различных навесных элементов;
5. Из-за высокой электропроводности необходимо уравнивать потенциалы;
6. Не подходит для массивных элементов.

СТОИТ ЗАПОМНИТЬ! Каркасные дома имеют высокую скорость сборки и, возможно ее произвести самостоятельно.

Если необходимо собрать заводские детали в одну конструкцию, то это легко сделать с помощниками. Сложность заключается в поиске необходимого элемента и его установке соответственно чертежам.

Если же необходимо сварить каркасы из профильной трубы, то это достаточно сложное дело. Хотя для возведения дачного дома небольших размеров, каркас ставится аналогично деревянному. Для одноэтажного здания подойдут трубы 80*80 мм, для промежуточных элементов подойдет меньший диаметр. Но его также необходимо утеплить.

ВНИМАНИЕ! Для надежности лучше всего приобрести у изготовителя разобранную конструкцию дома.

Этапы строительства

Во время строительства металлического каркаса необходимо придерживаться следующих действий:

• Заливка фундамента:
• капитальный — на бетоне;
• Некапитальный — на платформе.
• ВНИМАНИЕ! Каркасные здания из металлопрофиля с некапитальным фундаментом транспортируемы!
• Установка каркаса дома;

СОВЕТ! Если каркас сделан самостоятельно, то качество сварных изделий проверяется методом каркасной «ахиллесовой пяты».

• Устанавливается металлокаркас «снизу вверх». Вначале устанавливается несколько колонн и стоек, и потом их соединяют при помощи тонких трубок и закрепляют раскосом.
• Кровля. Покрывается каркас выбранным кровельным материалом с предварительным утеплением и ее отделкой.

После этих манипуляций приступают к внутренней отделке дома.

Фундамент

Учитывая небольшой вес строения, можно создавать фундамент, который не предъявляет высоких требований к прочности. Для металлокаркасных домов выкапывают небольшое основание.

Сам способ производства фундамента зависит от характера земли и строительной площади. Поэтому во время выбора фундамента необходимо учитывать всесезонные грунтовые изменения.

Фундамент бывает:

• Ленточный — небольшая ширина из-за того, что не претерпевает серьезной нагрузки от стального каркаса. Выполнять его необходимо в виде горизонтальной рамы повышенной жесткости, благодаря которой распределяется нагрузка во время деформирования из-за грунтовой нестабильности.
• Столбчатый изготавливается из балок, которые необходимо между собой прочно соединить при помощи опор. Изготавливается из монолитных блоков, кирпича или железобетона.
• На винтовых сваях.

ВНИМАНИЕ! Используя фундаменты с небольшими углублениями, экономятся материалы и трудозатраты, что тоже снижает стоимость фундамента.

Сборка металлического каркаса

Самостоятельная сборка не требует определенных знаний или умений.

Все элементы приходят с завода тщательно упакованные. Каждая деталь промаркирована, такая маркировка имеется на чертежах. Собирается металлокаркас по типу конструктора — на место ставятся необходимые детали и устанавливается крепеж.

Этапы сборки металлокаркаса:

1. На фундаменте крепится нижняя обвязка;
2. Угловые стойки требуется выставить и укрепить;
3. Между угловыми стойками устанавливаются промежуточные, укосины и распорки;
4. Выполняется верхняя обвязка;
5. Устанавливают и закрепляют балки перекрытия;
6. Если предусмотрен 2 этаж, то собрать его каркас нужно аналогично;
7. Выполняется потолочное перекрытие;
8. Собирается стропильная система;
9. Проводится утепление и гидроизоляция кровли;
10. Собирается обрешетка под кровельный материал.

СОВЕТ: обрешетка должна быть металлической — только благодаря ей можно достигнуть высокой прочности здания.

Металлические профили для возведения каркаса на заводе обрабатывают особыми методами — горячим цинкованием и специализированными антикоррозийными смесями.

Для возведения коттеджей используют стандартный или тонкостенный металлический профиль. Детали конструкции точно подходят для наружной или внутренней обшивки, монтажа дверей и перегородок, окон.

Сборка металлокаркаса производится при помощи отверточной технологии — все детали уже просчитаны и произведены по проекту вашего дома, поэтому измерять и отрезать вам больше не нужно. Каждая деталь имеет четкое предназначение и место.

Технология возведения

Технология возведения бывает двух способов и зависит от будущей обшивки строения:

• Каркасно-панельная технология. Основным принципом является самостоятельный монтаж с последующей обработкой и утеплением. Минусом является приобретение каждого материала по отдельности, во время монтирования нужно утеплять и обрабатывать. Но несмотря на это обходится дешевле.
• Каркасно-щитовая. По разработанному проекту производятся щиты с встроенным утеплением определенного размера.

ВНИМАНИЕ! Затраты на каркасно-щитовой метод оправданы — не только продлевается срок службы, но и снижаются затраты на отопление.

Утепление и отделка

Здания из металлокаркасов обшиваются листами из OSB, с внутренней стороны крепятся ГВЛ или ЦСП, при желании можно использовать другие современные материалы.

Для утепления стенок используют пенополистирол или минеральную вату.

Образующее пространство между панелями необходимо заполнить газобетоном, пенобетоном или пенополиуретана, делают это посредством распыления. Заполняемое пространство в конечном итоге образует плотный слой, который отлично удерживает тепло. Пеной требуется заполнять не только полости внутри профиля, но и все проблемные места.

ВНИМАНИЕ! Утеплитель необходимо приобретать высокого качества, во время застывания должно образовываться плотное покрытие, которое не оседает со временем.

Внутренняя часть накрывается пленочным пароизоляционным материалом. Внешне стены от непогоды защищают пленкой высокой плотности.

СОВЕТ! В качестве отделки и утепления можно применять теплоблоки, дополнительная отделка им не требуется, но при желании можно использовать различные современные отделочные материалы — покраску краскопультом либо же оштукатуривание поверхности.

Советы от строителей

1. За основу нужно брать профиль ЛСТП — в дальнейшем это позволит избежать неприятностей связанных с проникновением холода и конденсата;
2. Для утепления лучше приобретать высококачественные современные материалы;
3. Во время выполнения фундамента необходимо учитывать всесезонный характер земли;
4. Выгодней приобретать заводской комплект конструкции;
5. При самостоятельной сборке необходимо продумать утепление и заземление объекта.
6. Во время возведения кровли лучше всего возводить четырехскатную или двухскатную крышу.

Здания, возведенные на основе металлокаркасе, обладает отличными характеристиками пригодными для долгой эксплуатации. Профиль из металла имеет достаточную прочность, готовую выдерживать серьезные нагрузки и при этом обладает высокими антикоррозийными качествами и противостоит температурным факторам.

Возведение домов по этой технологии не только экономит деньги, но и время.

Металлокаркасы современных зданий – битва технологий — Комплекс градостроительной политики и строительства города Москвы

Если проанализировать открытые информационные источники (статьи, блоги, комментарии), посвященные металлокаркасам быстровозводимых зданий, то нетрудно заметить — какие страсти кипят за место под солнцем в этом актуальном и перспективном сегменте.

Причем, в самих понятиях нет единства, которое можно было наблюдать еще лет 15-20 назад.

Битва за металл

До 2012 года российский рынок металлоконструкций рос весьма заметными темпами – до 15% в год. Однако кризисные явления в отечественной и мировой экономике, окончание реализации крупных инфраструктурных проектов затормозили развитие отрасли. Объем потребления металлоконструкций в последние три года составил 1,8 млн т – это на 20% меньше, чем в 2012 году.

Тем не менее, металлурги и поставщики металлопродукции активно работают над расширением внутреннего рынка. За последние несколько лет введено более 500 тыс. т новых мощностей по производству металлоконструкций и металлообработке для строительной индустрии, как основного потребителя продукции. Именно здесь, как отмечают эксперты, благодаря усилиям металлургических компаний и научных институтов стальное строительство развивается вполне в русле мировых практик — в развитых странах доля многоэтажных зданий на стальном каркасе достигает 50—65%.

Основное преимущество для застройщика при использовании металлоконструкций — снижение переменных затрат за счет высокой скорости возведения зданий и гибкости их планировки. В ближайшее время объем жилого строительства на стальном каркасе достигнет 1 млн кв. м. Пока это немного на фоне 70-80 млн. квадратных метров общего ввода жилья в год. Но еще одним перспективным сегментом для расширения области применения стальных конструкций является социальная инфраструктура — городам необходимо возводить спортивные, логистические, оздоровительные и учебные объекты, а также складские, промышленные и агропромышленные комплексы.

Тем не менее, в стране до сих пор не хватает достоверной статистики по тем или иным видам металлоконструкций, по секторам их применения, информации о производственных возможностях и об оснащенности заводов. Отметим, что в 2015 году Ассоциация по развитию стального строительства (АРСС) сделала первый шаг по заполнению вакуума информации, сформировав «Каталог производителей металлических конструкций».

Но в любом случае, и без каталога очевидно, что любой металлокаркас в одинаковой степени требует квалифицированной проектной разработки, производства и монтажа конструкций. Преимущества или недостатки технологий определяются лишь функционалом и конкретными условиями строительства, поэтому ориентироваться необходимо на компании с многолетним брендом, то есть наработанным багажом объектов. Как правило, именное «клеймо» предполагает полный цикл работ, включая услуги специальной лаборатории по проверке металлопроката на входе и металлоконструкций на выходе производственного процесса.

Разбор по понятиям

Сегодня в информационном поле существуют две схожих технологии строительства: ЛМК (легкие металлические конструкции) и ЛСТК (легкие стальные тонкостенные конструкции).

Сегодня называть ЛМК «легкими» уже не совсем корректно, так как терминология была верна примерно до конца прошлого века, когда ЛМК была альтернативой конструкциям из кирпича и бетона. Но термины устоялись. Разве что ряд экспертов предлагает называть ЛМК проще — МК (металлические конструкции).

Различия между ЛМК и ЛСТК заключаются в разнице весе за счет использования различного по характеристикам металла. В технологии ЛСТК используют, как правило, оцинкованный металл толщиной до 4 мм. Необходимая несущая способность металлокаркаса достигается за счет специальной формы профилей, которые при малом весе способны выдерживать возложенные на них нагрузки. Отметим, что технология была разработана в 50-х годах 20 столетия в Канаде для строительства большого количества малоэтажных домов, соответствующих климатическим условиям севера Америки.

Технология же ЛМК подразумевает использование в качестве несущего каркаса горячекатаный черный металл (двутавры, швеллера, уголки, квадратные и круглые трубы) толщиной более 4 мм.

Здания, запроектированные на основе ЛСТК, монтируются с помощью специальных высокопрочных саморезов, монтаж зданий из ЛМК производится с помощью сварки, либо с применением болтов, включая высокопрочные.

Легче, еще легче

Технология ЛСТК прочно вошла в строительную практику благодаря своим очевидным преимуществам. Главное – наибольшей легкости относительно всех иных вариантов из тяжелого металла, дерева или клееного деревянного бруса. Так, масса 1 кв. м стены из ЛСТК без внешней отделки составляет в среднем 53 кг, а ферма с рабочим пролетом 9 м весит 70 кг.

Благодаря легкости комплектующих элементов все строительство может идти без использования подъемной техники. Этим зданиям не нужен фундамент глубиной 1,5-2 м — они хорошо стоят на мелко-заглубленных фундаментах и винтовых сваях. Как заявляют специалисты и маркетологи компаний — производителей ЛСТК — применение ЛСТК позволяет на 50-80% сократить снизить стоимость строительства. Благодаря легкости каждого элемента, точности размеров, правильной маркировке и сборочным чертежам, бригада из трех-четырех человек в состоянии собрать каркас дома площадью 150-200 кв. м за 2-3 недели. Как показала практика — возводимые из ЛСТК строения могут иметь высоту до трех этажей, иметь пролеты в ширину до 24 метров при высоте каждого этажа до 4,2 метров. Особенно актуальны ЛСТК при формировании надстроек или мансардных этажей — когда новая нагрузка на существующие фундаменты и конструкции должны быть минимальны. Более того, технологии ЛСТК незаменимы при строительстве в труднодоступных районах, в зданиях с облегченными фундаментами, в условиях, когда отсутствует крановая техника. Популярность технологии в Японии говорит еще и о высокой сейсмостойкости.

Исходными составляющими ЛСТК являются металлические профили, имеющие сечение в форме букв С, U, Z и изготовленные из оцинкованной горячим способом стали. «Изюминкой» несущих конструкций стен считается термопрофиль, в стенках которого, в шахматном порядке прорезаны многочисленные сквозные канавки. Из-за этого путь теплового потока по перемычкам между канавками резко увеличивается, а площадь сечения потока уменьшается. В результате количество теряемого тепла существенно снижается.

Однако при этом ослабляются прочностные показатели профиля (в том числе на сопротивление по изгибу, скручивание и продольную устойчивость). Поэтому для обеспечения жесткости каркаса здания его конструкцию приходится тщательно обдумывать и просчитывать. При этом используются специфические элементы, такие как панельные фермы, жесткие диски перекрытий, краевые балки, узлы креплений в фермах перекрытий и крыши. Термопрофили комбинируются с обычными тонкостенными профилями, с толщиной стенки 1-1,5 мм.

Тяжелые аргументы

У заказчика, при выборе той или иной технологии, возникает проблема достоверности информации. Например, много игроков рынка ориентировано на выпуск ЛСТК из оцинкованного проката толщиной менее 4 мм. Применение их нормативно не урегулировано, поэтому такие компании часто сталкиваются с проблемой государственной экспертизы реализованных проектов и не могут в срок ввести в строй объекты. Также есть риск, что отдельные игроки используют европейские практики проектирования ЛСТК, европейское программное обеспечение без учета российских климатических условий, ветровых и снеговых нагрузок.

Следует отметить, что со стороны производителей ЛМК на технологию ЛСТК идет серьёзный, порою аргументированный, а зачастую и не очень «наплыв», с попыткой доказать несостоятельность ЛСТК при устройстве полноценных каркасных зданий, тем более когда на этом фоне у «тяжелых» металлокаркасов есть преимущества, которые необходимо учитывать при реализации проектов, а именно:

• возможность строительство крупных промышленных и складских объектов;
• знакомая монтажным бригадам технология;
• высокая стойкость к агрессивным средам;
• возможность подвески на несущем каркасе подъемно-транспортного оборудования;
• неограниченная высота быстровозводимого здания;
• возможность устройства пролета здания более 30 м без промежуточных опор.

Владислав Васильев, генеральный директор «Северсталь Стальные Решения» поделился своим наблюдением: «… Металлоемкость в расчете на 1 кв. м при использовании ЛСТК меньше, но разница в стоимости металла, применяемого для таких конструкций, – она более чем на 30% выше, чем для технологии МК. Например, мы уже сейчас имеем в своем портфеле складские здания из МК, где металлоемкость выше чуть более чем на 15% в сравнении с ЛСТК, но за счет разницы используемого металла в целом их стоимость ниже на 10%».

Тем не менее, даже руководитель подразделения, производящего ЛМК далее отмечает: «… Все зависит от конкретных условий строительства и проекта. Если говорить в целом о рынке, то ЛСТК находит все большее применение в сельском хозяйстве, при строительстве небольших складов, с пролетом до 24 метров, а также небольших, до 3 этажей, торгово-офисных зданий. Крупные же торговые центры, промышленные здания, складские помещения с крановым оборудованием эффективнее и безопаснее строить из МК».

Но в любом случае очевидно — любой металлокаркас в одинаковой степени требует квалифицированной проектной разработки, производства и монтажа конструкций. Преимущества или недостатки технологий определяются лишь функционалом и конкретными условиями строительства, поэтому ориентироваться необходимо на компании с многолетним брендом, то есть наработанным багажом объектов. Как правило, именное «клеймо» предполагает полный цикл работ, включая услуги специальной лаборатории по проверке металлопроката на входе и металлоконструкций на выходе производственного процесса.

ardexpert.ru

Как самому сделать металлический каркас для каркасного дома и гаража

Сварной каркас постройки из металла – это долговечный и прочный внутренний остов сооружения. Преимущества таких каркасных сооружений из металла – легкость, прочность, относительная простота, высокие темпы изготовления и монтажа, мобильность и независимость от подъездного пути к месту установки и монтажа, простота встраивания в любые пространства. Металлический каркас постройки прекрасно совместим с простейшем блочным и свайным фундаментом, а также прост в достройке, конфигурировании и перестройке. Материал металлического каркаса постройки – труба профильная, реже используются уголок и швеллер.

Металлический каркас постройки включает в себя нижнюю обвязку, верхней обвязку и стойки между ними. В металлическом каркасе весьма просто предусмотреть двери, проемы, окна и металлическую обрешетку кровли и пола. Каркасную постройку из металла можно обшить профнастилом, деревом, сэндвич-панелями. Металлический каркас очень легко и удобно обшивать и утеплять. Каркас из металла для здания

Преимущества построек из металлокаркаса:

• Постройки, возведенные по металлокаркасной технологии, отличаются невысокой себестоимостью (если сравнить со зданиями, сооруженными по традиционной технологии). Стоимость конструкции в основном зависит именно от используемых материалов. Самыми дешевыми на сегодняшний день являются дома на деревянных каркасах. Стоимость домов с каркасом из профильной трубы намного больше, причем их цена прямо пропорциональна сечению трубы. Ведь, к примеру, гибка профильной трубы – достаточно трудоемкая операция, и стоит недешево.
• Высокая скорость возведения металлокаркасной постройки. Использование профильной трубы для каркаса в качестве основного материала способно в несколько раз сократить сроки возведения здания.

• Отсутствие так называемых “мокрых” процессов в технологии возведения жилых домов с помощью каркаса (кроме укладки фундамента). Это позволяет осуществлять монтаж каркасной постройки в любое время года и независимо от погодных условий.
• Изготовление металлоконструкций своими руками предусматривает отсутствие какой-либо усадки – не только при строительстве, но и при эксплуатации сооружения.

Возведение дома с каркасом из профильной трубы

Когда создается дом из металлоконструкций работая своими руками, то наиболее оптимальным решением будет использование каркаса из профильной трубы. Несмотря на кажущуюся простоту, такой каркас будет иметь достаточно сложную конструкцию. Обязательно наличие фундамента, который будет более легким, чем при обычном строительстве. Здесь стоит обратить внимание на то, что без фундамента могут создаваться конструкции, которые в дальнейшем будут перемещаться с одного места на другое, например, теплицы или парники.

В этом случае следует внести соответствующие корректировки в расчет профильной трубы. Обычно для каркаса жилого дома применяются профильные трубы квадратного сечения размером 60х60 или 100х100 мм. Более точно с размерами трубы вы можете определиться, зная габариты вашего дома и использовав калькулятор профильной трубы. Электросварка своими руками, выполняемая вне производственных помещений, должна осуществляться с соблюдением всех необходимых требований по технике безопасности.

Каркасные элементы из профильных труб изготовляем следующим образом:

1. Берем трубы и при необходимости отрезаем от них ту часть, которая нужна для монтажа конструкции.
2. Гнем трубы, если им необходимо придать дугообразную форму, предварительно рассчитав радиус закругления. Эту операцию можно проделать с помощью специального инструмента – ручного трубогиба, или же обратиться в специализированную мастерскую, где трубы смогут согнуть на трубогибочном станке.
3. Получившиеся каркасные элементы свариваем согласно требованиям чертежа на металлоконструкцию.

Для внутренней отделки наиболее оптимальным решением будет использование шпунтованной доски из хвойных пород дерева, имеющей ширину 40-60 мм. Доску обязательно нужно обработать антисептиками и антипиретиками (вещества, снижающие горючесть дерева). Для чернового пола можно использовать доску, уложенную сверху на лаги из той же профильной трубы. Поверх чернового пола можно уложить любое профильное покрытие. В качестве утеплителя неплохо подойдет экструдированный пенополистирол толщиной в 60-100 мм. А стойки каркаса из профильной трубы могут дополнительно теплоизолироваться полосами пеноизола.

Для внешней отделки можно использовать сайдинг или фасадную штукатурку, а если позволяют финансы – то и натуральное дерево. Правильная обработка металлических труб позволяет изготовить из них крышу не только как отдельную конструкцию, но и как каркасный элемент. Расчет профильной трубы для изготовления кровельных стропил осуществляется с учетом планируемого кровельного материала: легкая и с большим углом кровля позволяет использовать более тонкие трубы.

Строительство металлокаркаса для возведения гаража

Создавая гараж из металлоконструкций работая своими руками, нужно учитывать то, что данная конструкция должна быть очень жесткой, прочной и устойчивой. Материалом под каркас может служить уголок большого сечения. Элементы каркаса лучше скреплять сваркой, но можно и с помощью гаечно-болтового соединения, просверлив перфоратором отверстия под крепеж.

Сборка металлического каркаса должна производиться на стройплощадке. Сначала монтируется нижняя рама, которая крепится по углам к выступающим из фундамента штырям – этим обеспечивается её неподвижность. Потом устанавливаются угловые стойки, соединяющиеся по верху потолочными прогонами.

Вдоль задней и боковых стен металлоконструкции выполненных своими руками устанавливаются вертикальные стойки, которые обеспечат жесткость конструкции и будут служить в качестве обрешетки для монтажа обшивки стен. Между стойками должно быть расстояние, равное ширине листа обшивки, или быть чуть меньше на 3-5 см, если предусмотрен монтаж с перехлестом.

Металлические стропила — конструкция, крепление и расчет (видео и фото)

Стропила и обрешетка – каркас крыши, который несет на себе всю тяжесть кровельного пирога, термоизоляции, снеговую нагрузку, поэтому они должны обладать высокой несущей способностью, прочностью. Идея использовать металлические стропила, чтобы конструкция кровли получилась более жесткой, не нова, но ранее она применялась в основном для перекрытия промышленных или хозяйственных сооружений. Сейчас стропильный каркас и обрешетка из металлопрофиля считаются реальной альтернативой деревянным элементам крыши, если длина ската превышает 10 метров.

Содержание статьи

Функции стропил

Конструкция стропильного каркаса крыши состоит из множества взаимосвязанных элементов, которые образуют фермы. Шаг, величину сечения между стропилами и другими опорами определяет расчет нагрузок, которым они подвергаются в процессе эксплуатации. Кровельный каркас выполняет следующие функции:

1. Распределение нагрузки. Взаимосвязанные узлы, усиленные уголками, равномерно распределяют вес кровли, который может достигать с учетом снеговой нагрузки до 500-600 кг. Чем больше сечение стропил и меньше шаг между ними, тем большую несущую способность имеет конструкция.
2. Придание уклона и формы. Стропила, расположенные под углом к основанию крыши, формируют наклонную плоскость скатов, благодаря чему на поверхности кровли не скапливается снег и вода.
3. Формирование основания для фиксации кровельного материала. Крепление финишного покрытия кровельного пирога происходит к каркасу кровли. Обрешетка выступает как основа для фиксации покрытия, распределяющая его вес равномерно по стропильным балкам.

Обратите внимание! Какими должны быть все узлы, стропила и обрешетка кровельной конструкции определяет инженерный расчет. Чтобы определить необходимую несущую способность каркаса, необходимо вычислить суммарную нагрузку, которой он будет подвергаться. Для этого складывают вес кровельного материала, утеплителя, гидроизоляции, максимальную снеговую нагрузку с весом стропильной системы.

Конструкция кровли со стропильным каркасом

Виды стропильных систем

Наиболее распространённым материалом, из которого изготавливается обрешетка и стропила каркаса кровли, считается древесина. Однако, если вес кровельного материала достаточно велик, а длина ската больше 6 метров, то конструкция получается слишком массивной. Строителям приходится уменьшать шаг между стропильными ногами, увеличивать их сечение, из-за чего узлы кровли приобретают большой вес, увеличивая нагрузку на фундамент. Разгрузить несущие стены и основание постройки можно, используя более прочные, но легкие металлические стропила. По типу использованного материала выделяют следующие типы стропильных систем:

• Деревянные. Стропила и обрешетка из дерева применяются для возведения крыш, длина ската которых не превышает 7-10 метров. Крепление элементов каркаса между собой происходит с помощью саморезов, гвоздей или подвижных металлических элементов. Шаг между ногами обычно бывает в пределах 50-80 см.
• Металлические. Металлические кровельные каркасы изготавливают из стального металлопрофиля с цинковым покрытием, который не боится влаги. Стропила и обрешетка из этого материала легкие, прочные, поэтому шаг между ними можно увеличить до 1,5-2 метра. Крепление металлопрофиля выполняют при помощи сварки или крепежных элементов. Металлические узлы крыши применяют при длине ската от 10 метров.
• Комбинированные. Стропильный каркас, сочетающий металлические и деревянные узлы, называют комбинированным. Сочетание опорных элементов из дерева и оцинкованной стали позволяет сделать более дешевую конструкцию, обладающую высокой несущей способностью, увеличив шаг между стропилами.

Устройство металлического каркаса

Учтите, что металлические и деревянные элементы каркаса нельзя соединять между собой без прокладки из гидроизоляционного материала или обработки антисептическим препаратом. Так как металл обладает высокой теплопроводностью, его соседство с деревом приводит к образованию конденсата и загниванию стропил.

Методы крепления

Металлические стропила собирают в фермы треугольной, трапециевидной или арочной формы. К балкам рамы прикрепляют внутренние ребра жесткости, которые образуют уголки, значительно увеличивающие несущую способность каркаса. Такая система позволяет сделать шаг между стропилами больше, сделав расчет на опорные возможности каждой фермы. Крепление металлических элементов каркаса крыши выполняют одним из следующих методов:

1. Крепление с помощью сварки. Если сварить детали стропильной системы с помощью сварочного аппарата, можно получить жесткую конструкцию, обладающую высокой прочностью и несущей способностью. Если правильно выполнить расчет кровли, можно облегчить каркас и снизить нагрузку на фундамент сооружения. Недостаток этого метода в том, что выполнить сварку может только профессионал с помощью специального оборудования.
2. Крепление с помощью болтов. Фиксация стропил с помощью крепежных элементов позволяет выполнить менее жесткое крепление. Этот способ сборки стропильного каркаса на основе металлопрофиля используется в частном домостроении, где длина скатов не превышает 10 метров. Отказ от сварки позволяет ускорить монтаж крыши.

Опытные мастера делают расчет на то, что металлическая обрешетка и стропила могут выдержать больший вес, чем деревянные, поэтому можно увеличить шаг между ними и уменьшить толщину сечения элементов. Более того, в строительных магазинах продаются готовые стропильные фермы, крепление которых выполнялось методом сварки, пригодные для перекрытия построек стандартной ширины.

Устройство стропильной фермы

Виды стропильных ферм

Преимущества

Металлический стропильный каркас используют для возведения крыш любой формы, любой скатности с уклоном от 1-2 градусов. В качестве материала, из которого изготавливаются стропила и обрешетка, используются стальные уголки, трубы круглого и прямоугольного сечения, тавры. Чтобы правильно подобрать толщину элементов каркаса и выбрать шаг между ними, выполняют расчет конструкции крыши, учитывающий постоянные и временные нагрузки, которые передаются стропильным балкам в процессе эксплуатации. Достоинствами стропильной системы из этого материала считают:

• Пожарная безопасность. В отличии от деревянных, металлическим балкам каркаса не страны возгорания, что повышает пожаробезопасность здания.
• Простота обслуживания. Цинковое гальваническое покрытие, которым покрывают стальные уголки, защищает каркас крыши от коррозии в течении всего срока службы. Им, в отличии от деревянных, не требуется ежегодная обработка антисептиком.
• Безотходность. Хотя металлические конструкции обходятся достаточно дорого, оно считается экономически выгодным, так как крепление выполняется сварным методом, а отходов практически не остается.
• Долгий срок службы. Если правильно выполнить расчет нагрузок, то кровельный каркас из металла прослужит более 100 лет, что превышает срок эксплуатации даже самых устойчивых кровельных покрытий.

Профессиональные кровельщики считают, что целесообразно использовать сварные металлоконструкции для изготовления стропильного каркаса крыши при длине ската от 10-12 метров. При этом главная задача – правильно выполнить расчет нагрузок, а затем определить шаг между ногами в соответствии с климатическими характеристиками и свойствами кровельного материала.

Двухскатная стропильная ферма

Недостатки

Несмотря на очевидные достоинства, металлические стропильные системы – не самое популярное конструктивное решение в частном домостроении. Даже большой шаг между стропилами и разреженная обрешетка при высокой стоимости метала не могут сделать конструкцию дешевле деревянной. Недостатками металлических стропил считают:

1. Высокая теплопроводность. Металл обладает высоким коэффициентом теплопроводности, поэтому стропила и обрешетка крыши образуют мостики холодна. С точки зрения энергоэффектвности, каркас из металлопрофиля – не лучшее решение.
2. Проблематичность транспортировки и монтажа. Выбирая металлическую стропильную систему, принимайте в расчет, что перевозить, поднимать на высоту и осуществлять крепление длинных и тяжелых элементов сложнее, чем стропила пиломатериалов стандартной длины.
3. Сложность монтажа. Для подъема на высоту и фиксации ферм используется специальная техника, аренда или покупка которой обходится дорого.
4. Деформация под действием высокой температуры. Хотя металл считают негорючим материалов, во время пожара он сильно деформируется, что обычно приводит к обрушению кровли.

Чтобы определить имеет ли смысл использовать более дорогие стропильные элементы из металлопрофиля, нужно выполнить расчет каркаса крыши. Если длина ската превышает 10 метров, а нагрузка более 450-600 кг, то монтаж металлического каркаса экономически целесообразен.

Основные узлы металлического стропильного каркаса

Видео-инструкция

Что такое конструкция здания со стальным каркасом?

Стальная рама обычно состоит из вертикальной колонны и горизонтальных балок, которые скреплены заклепками, болтами или сварены в виде прямолинейной сетки. Стальные балки — это горизонтальные элементы конструкции, которые выдерживают нагрузки, приложенные к их оси. Колонны — это вертикальные элементы конструкции, передающие сжимающие нагрузки. Его можно использовать для формирования каркаса здания.

Каркас из конструкционной стали обычно проектируется, изготавливается и монтируется в соответствии с применимыми стандартами, например, Американским институтом стальных конструкций (AISC) и Канадской ассоциацией стандартов (CSA).

В этой статье будут освещены различные аспекты строительства здания со стальными каркасными конструкциями.

Типы конструкций из стального каркаса

Существуют различные типы стальных каркасных конструкций, в том числе:

1. Производство обычных сталей

Обычное производство стали включает в себя отрезание стальных элементов до нужной длины и их сварку для создания окончательной конструкции.

Этот процесс строительства может быть выполнен полностью на месте, что потребует огромных трудовых ресурсов.

В качестве альтернативы, для достижения наилучших результатов это может быть сделано частично в мастерской, чтобы улучшить условия труда и сократить рабочее время.

Рис. 1: Производство стандартной стали

2. Стальная конструкция на болтах

По этой технологии все стальные конструкции изготавливаются и окрашиваются за пределами строительной площадки, затем доставляются на строительную площадку и, наконец, прикручиваются болтами.

Размер стальных конструктивных элементов определяется размером грузовика или прицепа, используемых для доставки стальных элементов.Обычно максимальная длина составляет 6 м для обычного грузовика и 12 м для длинного прицепа.

Стальная конструкция с болтовым креплением выполняется существенно быстро, потому что подъем стальных элементов на место и крепление болтами — это все работы, которые необходимо выполнить на строительной площадке.

Это считается наиболее предпочтительным строительным подходом, поскольку большая часть производства может быть выполнена в мастерских с правильным оборудованием, освещением и условиями работы.

Фиг.2: Стальная конструкция на болтах

3. Легкая стальная конструкция

Легкая сталь представляет собой тонкий лист (обычно толщиной от 1 до 3 мм) из стали, который был согнут для придания формы С-образному или Z-образному сечению.

Он широко распространен и используется для строительства жилых и небольших зданий. Преимущества, которые обеспечивает легкая стальная конструкция, включают гибкость конструкции, высокую скорость строительства, прочность, легкий вес, простоту переделки, пригодность для вторичной переработки, хорошее качество (долговечность и низкие эксплуатационные расходы).

Рис. 3: Легкая стальная рама

Применение конструкции стального каркаса

Стальная каркасная конструкция является оптимальным вариантом для строительства различных зданий и небоскребов благодаря своей прочности, небольшому весу, скорости возведения, возможности возведения больших пролетов. стальная каркасная конструкция может быть использована при строительстве следующих конструкций:

• Высотные дома, рис.4
• Производственные здания, рис.5
• Складские постройки, рис.6
• Жилые дома, рис.7
• Временные конструкции, рис.8

Рис. 4: Высотные здания

Рис. 5: Промышленные стальные здания (Химический завод)

Рис. 6: Здание склада

Рис. 7: Жилой дом

Рис. 8: Временное стальное здание

Преимущества конструкции стального каркаса

• Невероятно универсальный
• Экологичность
• Экологичность
• Доступный
• прочный
• Монтаж быстро и легко
• Высокая прочность
• Сравнительно небольшой вес
• Способность преодолевать большие расстояния
• Возможность адаптации к любой форме
• Пластичность; под воздействием большой силы он не треснет внезапно, как стекло, а медленно согнется.

Подробнее:

Типы стальных конструкций для зданий и их применение

Типы перекрытий для многоэтажных металлоконструкций

Какие типы систем жесткости используются в многоэтажных стальных конструкциях?

Типы соединений стальных балок и их детали

Строительство фундаментов, колонн, балок, перекрытий из стальных конструкций

Строительство стальных каркасных конструкций включает строительство фундаментов, колонн, балок и систем перекрытий. Обсуждаются этапы строительства стального каркаса.

Рис.1: Конструкция стального каркаса

Строительство элементов конструкций из стального каркаса

Порядок строительства стальных каркасных конструкций следующий:

• Строительство фундамента стальной каркасной конструкции
• Конструкция стальной колонны
• Монтаж стальной балки
• Системы перекрытий, используемые в конструкции стального каркаса

Фиг.2: Каркас стальной конструкции

Строительство фундамента стального каркаса

Строительство каркасной конструкции начинается с возведения ее фундамента. Как правило, типы фундамента, необходимые для данной конструкции, зависят от несущей способности грунта.

Исследование почвы, включая поверхностные и подземные исследования, используется для оценки состояния почвы, на которой лежит стальная каркасная конструкция.

Например, при умеренных или малых нагрузках рекомендуется использовать железобетонные опорные площадки или ленточный фундамент.Эти типы фундаментов передают нагрузки на грунт, способный выдерживать передаваемые нагрузки.

Рис.3: Железобетонный фундамент с опорными подушками для стальной конструкции

Если прочность грунта невысока, а прилагаемая нагрузка велика, то рекомендуется рассмотреть свайный фундамент. Свайный фундамент передаст нагрузку конструкции на жесткий грунт.

Рис. 4: Свайный фундамент для передачи нагрузок на стальную рамную конструкцию через низкую несущую способность жесткого грунта с соответствующей несущей способностью

Фиг.5: Стальная опорная свая, вбитая в землю

Конструкция стальной колонны

Следующим этапом строительства стального каркаса является установка стальных колонн. Сечение стали указывается в зависимости от приложенной нагрузки.

На выбор предлагаются секции стальных колонн различных размеров, и эти стальные колонны обычно изготавливаются заранее.

Наиболее важным моментом при установке колонн является соединение между фундаментом и колонной и стыки между колоннами.

Что касается стыков фундамента с колоннами, то фундаментные плиты привариваются к концам колонн. Наиболее желаемая форма опорной плиты является квадратной и прямоугольной формой. Типичные детали соединения колонны с фундаментом показаны на Рисунке 6.

Это должно быть известно, что наиболее желательно форма опорной плиты имеет прямоугольную форму и квадратная форма, потому что такие пластины обеспечивают наибольшее расстояние между болтами, которые являются желательным.

Рис.6: Сталь Колонка для Foundation Детали, (А) верхний болт места, созданные в базовой пластине, (В) вид сбоку основания колонны на фундаменте

Что касается стыков колонн, то они предусмотрены на каждых двух или трех этажах, чтобы упростить процесс монтажа, а также упростить производство и доставку стальных колонн.

Расстояние между стыком пола и колонны составляет около 60 см. При использовании круглых стальных колонн сварное соединение используется для соединения обеих стальных колонн сверху и снизу.

Рис.7: Соединения колонок

Монтаж стальных балок

Доступны различные сборные балочные профили для использования в многоэтажном стальном каркасе. Балки обычно переносят нагрузки с перекрытий и крыши на колонны.

Стальные балки могут пролетать до 18 м, но наиболее распространенный диапазон пролетов стальных балок составляет от 3 до 9 м.

При возведении стальных балок встречаются соединения колонны с балкой и соединения балки с балкой. Существуют различные типы соединения колонны с балкой, которые выбираются в зависимости от типа нагрузок, воздействующих на соединение колонны с балкой.

Например, если соединение подвергается только вертикальным нагрузкам, используются простые соединения. Гибкая концевая пластина, пластина оребрения и двухугловая планка являются примерами простых соединений, которые показаны на Рисунке 8.

Рис.8: Различные типы соединения колонны с балкой, подходящие для случая, когда вертикальные нагрузки применяются исключительно: (A) гибкая концевая пластина, (B) пластина с ребрами, (C) двухугольная шипа

Если соединение подвергается как вертикальным нагрузкам (сила сдвига), так и силам скручивания, следует рассматривать соединения торцевой пластины на полную глубину и соединения удлиненной торцевой плиты, как показано на Рисунке 9.

Рис.9: Соединение на всю глубину и с удлиненной концевой пластиной, используемое, когда соединение колонны с балкой подвергается как сдвигу, так и кручению

Что касается соединения балки с балкой, соединение балки с торцевой пластиной с балкой используется для соединения второстепенных стальных балок с первичными стальными балками.

Поскольку верхняя полка второстепенных балок поддерживает систему перекрытия, она должна быть выровнена с верхним фланцем первичных балок. Этого можно добиться, надрезав верхнюю полку вторичной балки, как показано на Рисунках 10 и 11.

Рис.10: Вырезанная часть вторичной балки

Рис.11: Соединение балки торцевой пластины с балкой

В качестве альтернативы выступающий кронштейн приваривается к первичной балке, а затем прикрепляется вторичная балка без надрезов на вторичных стальных балках, как показано на рисунке 12.

Рис. 12: Наличие кронштейна, приваренного к основным стальным балкам

Системы полов, используемые в конструкции стального каркаса

Существуют различные типы напольных систем, которые могут использоваться в конструкции стального каркаса. Полы обычно устанавливают по мере возведения балок.

Системы перекрытий не только выдерживают вертикальные приложенные нагрузки, но также действуют как диафрагмы и выдерживают боковые нагрузки за счет использования связей.

Примеры систем перекрытий: короткопролетные композитные балки и плиты с металлическим настилом, Slimdek, ячеистые композитные балки с плитами и стальным настилом, балки Slimflor с сборными железобетонными элементами, Длиннопролетные композитные балки и плиты с металлическим настилом, композитные балки с сборными железобетонными конструкциями. бетонные блоки и несоставные балки с сборными железобетонными элементами. Также читайте: Типы систем перекрытий для многоэтажных стальных конструкций

Фиг.13: Детали композитных полов, используемых в конструкции стального каркаса

Рис.14: Сборная бетонная плита, размещенная на несущем стальном каркасе

Строительство связей и облицовки стальных каркасных конструкций

используются для противодействия боковому воздействию на конструкцию и передачи поперечных нагрузок на колонны, а затем на фундамент.

Фиг.15: Распорка с деталями соединения

Что касается облицовки стальной каркасной конструкции, для защиты внутренней части конструкции можно использовать различные типы облицовки, такие как кирпичная и листовая облицовка.

Подробнее:

Типы перекрытий для многоэтажных металлоконструкций

Какие типы каркасных систем из конструкционной стали?

Современные методы строительства — детали и применение

Список литературы

D G BROWN, D C ILES, E YANDZIO.Проектирование стальных зданий: каркасы со связями средней высоты: в соответствии с Еврокодами и национальными приложениями Великобритании. Институт стальных конструкций. Беркшир, стр. 32-74. 2009. (P365).

M E BRETTLE, D G BROWN. Проектирование стальных зданий: краткие Еврокоды: в соответствии с Еврокодами и британскими национальными приложениями. Институт стальных конструкций. Беркшир, стр. 69-79. 2009. (P362).