Легкие металлические конструкции (ЛМК)
Київскі мансарди
Одним из ведущих направлений эффективного металлостроительства является применение легких металлических конструкций (ЛМК) в зданиях промышленного, сельскохозяйственного, гражданского и иного назначения. Строительство на основе ЛМК характеризуется малой металлоемкостью, возможностью типизации и унификации, стабильностью номенклатуры, высокими технологичностью изготовления и монтажа, степенью заводской готовности и возможностью поставки целых зданий-модулей и их несущих конструкций, благоприятными экспортными возможностями. Снижение металлоемкости зданий из ЛМК достигается за счет новых конструктивных форм, профилей (трубчатых, широкополочных тавровых, тонкостенных, гнутых и гнутосварных, перфорированных, гофрированных и др.), тонколистового проката, эффективных материалов для несущих и ограждающих конструкций (высокопрочных сталей, алюминиевых сплавов, профилированного настила, утеплителя).
Строительство же зданий полностью из структурных стальных каркасов стало возможным и экономически оправданным только после изобретения и внедрения способа строительства при помощи легких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК). Концепция строительства на основе ЛСТК может быть реализована самостоятельно или в сочетании с другими строительными конструкциями: ЛСТК и полы из легких стальных профилей в многоквартирных домах; тяжелый стальной каркас и перекрытия из гнутых профилей в сочетании с внешними и внутренними стенами из ЛСТК; только внутренние стены в многоквартирных домах, офисах, общественных зданиях; только перегородки и самонесущие наружные стены в домах, офисах, школах. ЛСТК применимы как для многоквартирных зданий, так и для коттеджей на одну семью. Имея небольшую массу (около 50 кг/м2 поверхности пола) они пригодны для реконструкции (в т.ч. мансардной надстройки) домов без усиления фундамента. Строительство на основе ЛСТК практикуется во многих странах: Швеции, США, Австралии, Финляндии, Дании, Голландии, Великобритании, Франции, Японии, Корее, Канаде. В начале нового тысячелетия эта технология пришла и в Россию. Интерес к данным технологиям обусловлен тем, что они позволяют приближать одну из основных целей строительства: получать наилучшее качество при радикальном снижении затрат, в основном за счет сокращения сроков ведения работ. Существует широкий выбор программного обеспечения для проектного планирования: от изображения с использованием программ 2D CAD до моделирования, основанного на 3D-, 4D CAD-инструментах.
Стіни з ЛСТК
Выбор инструмента для проектирования зависит от типа и размеров проектируемой конструкции, а также от доступности соответствующих ресурсов. Графические программы CAD наиболее часто используются для проектного планирования в строительстве с применением ЛСТК. Одновременно развивается и дает хорошие результаты моделирование на основе 3D-программ. Основными элементами ЛСТК являются тонкие стальные оцинкованные профили, утеплитель (минераловолокнистые плиты или пенопласты) и гипсокартонные, гипсоволокнистые или цементно-стружечные листы. В том числе данные технологии предполагают использование сборных блоков заводского изготовления, что также ведет к сокращению сроков строительства и снижению издержек на строительной площадке. Крепление ЛСТК осуществляется с помощью резьбовых соединений, закладной и штамповочной клепки, сварки, склейки, петлевых соединений, костыльных (дюбельных) пистолетов. Стальные профили производят с очень жесткими допусками, листы ГКЛ/ГВЛ и утеплителя – по точным размерам. Рамы из стальных стоек встраиваются в стены и полы, чем достигается, без применения дополнительных мер, существенный уровень пожарной безопасности. Отсутствие в конструкциях пола и стен горючих материалов препятствует распространению по ним огня. В ЛСТК гипсовые плиты (ГКЛ/ГВЛ или ГКЛВ/ГВЛВ) в зависимости от их толщины могут выдерживать огневую нагрузку до 120 мин. Выбор изоляционного материала, например на основе негорючего базальтового минерального волокна, также важен для пожарной безопасности конструкций. Изготовление элементов жилых зданий осуществляется тремя методами: производством на месте, полевым производством, стационарным производством. Выбор метода может зависеть от типа контракта, количества строящихся зданий и их типов, места строительства, эксклюзивности строительства и капиталовложений. Производство на месте является самым традиционным методом строительства. Элементы – комплектующие – в этом случае доставляются в точных размерах, предназначенных именно для данного объекта и с проделанными отверстиями для коммуникаций.
Застосування ЛСТК у висотному будівництві
Стальные элементы имеют кодовую маркировку и сопровождаются сборочными чертежами. Соединение элементов осуществляется непосредственно на строительной площадке, при этом, как правило, используются саморезы. Стеновые элементы, элементы полов и обрешетку крыши изготавливают в условиях «полевого» производства: во временных помещениях или в отдельной зоне на строительной площадке. Степень готовности конструкций может варьироваться от изготовленного заранее каркаса до законченной или почти законченной панели с окнами, дверями и фасадными материалами. «Полевая» фабрика делает возможным использование унифицированных индустриальных технологий крепежа (например составных заклепок и т.п.), обеспечение более строгого контроля за выполнением узлов. В условиях заводского производства могут выпускаться в виде готовых секций элементы стен и полов, обрешетка крыш, а также завершенные объемные модули и специальные узлы (панели и блоки для ванных комнат, стены для служебных помещений, лифтовые шахты). Стационарное производство требует больших капитальных вложений, но обладает рядом преимуществ: высокими степенью точности и качеством выполнения конструкций, производительностью, малым количеством отходов. В условиях же реального строительства преобладают различные сочетания этих методов. Многоквартирные здания из ЛСТК возводятся по двум основным системам. Предполагается использование комбинаций каркаса из ЛСТК и гипсовых стеновых листов, что формирует в результате большую несущую способность и сравнительно высокую жесткость относительно веса конструкций.
Застосування ЛСТК у храмовому будівництві
Более жесткая система основана на применении колонн, балок и связей из более тяжелых стальных профилей (квадратные трубы, двутавровые балки, Z-образные профили) в комбинации со стенами из термопрофилей. Для возведения наружных стен используют ЛСТК просечного профиля с ребрами жесткости (центральными и торцевыми) и фланцами. Прорези (перфорация) стенки профилей значительно снижают массу конструкции и сокращают потери тепла через стены из-за удлинения пути холодного потока и особенности краевых свойств прорезей. Толщина материала профиля также влияет на снижение потерь, которые могут быть меньше, чем теплопотери для строений с каркасом из цельного дерева. Такие перфорированные профили, а также профили для перекрытий и покрытий производятся из стали с расчетным сопротивлением R і 350 МПа. Перфорированные стальные профили выполняют высотой сечения 100, 120, 145, 150, 170, 195, 200 мм. Профили изготавливают из полос тонколистовой горячеоцинкованной стали. Масса цинкового покрытия – не менее 275 г/м2, что соответствует толщине слоя цинка 20 мкм с обеих сторон. После проделывания отверстий в таких профилях отпадает необходимость в какой-либо дополнительной их обработке, так как слой цинка обладает «залечивающим эффектом», т.е. переходит на незащищенные поверхности. Существуют системы, где несущая способность комбинированных стен определяется взаимодействием легких стальных профилей и утепляющего наполнителя: пенополистирола или пенополиуретана, заливаемого между стальными профилями. Ограничением для применения различных видов утеплителей является условие пожарной безопасности конструкции. Защита наружной стены от атмосферных факторов (внешняя отделка) может выполняться практически из любых материалов: кирпича, ЛСТК, деревянных панелей, стекла, стальных кассет. Для того чтобы внешняя влага или конденсат изнутри не повредили стены, рекомендуется применять систему «вентилируемого фасада». В этом случае между наружной отделкой и каркасом ЛСТК создается вентилируемое пространство. По этому воздушному зазору любая влага удаляется от стен.
Виготовлення ферм з лстк на піпріемстві
Приток воздуха осуществляется через специальные продухи, расположенные у окон, дверей, в парапетах и у цоколя наружных стен. Ветрозащита наружной стены формируется из внешних влагостойких гипсовых листов (ГКЛВ/ГВЛВ) толщиной 9 мм или из специальных ветрозащитных пленок. Наиболее важной функцией ветрозащиты является сохранение тепла за счет предохранения теплоизоляции от воздействия потока воздуха, циркулирующего в вентилируемом зазоре (относительного ветра). Качество ветрозащиты зависит от того, насколько герметичны материалы сами по себе, и от того, насколько герметичны соединения. Герметичность здания по отношению к ветру, воздуху и миграции пара через конструкцию существенно влияет на энергопотребление, функционирование вентиляции и внутренний комфорт помещений. Чрезмерное увлажнение конструкции является одной из основных причин коррозии. Потоки воздуха через пароизоляцию могут создавать дискомфорт в здании в виде сквозняков. Возможное увлажнение утеплителя (при конденсации паров воды) увеличивает его теплопроводность и энергопотребление на обогрев помещений. Климатические барьеры, стены, полы между квартирами должны быть также хорошо изолированы против утечек воздуха в целях снижения возможного загрязнения (пыль, энзимы и т.п.) и уменьшения распространяемости воздушного шума. Пароизоляционный барьер наружной стены, как правило, состоит из устойчивой к старению влагозащитной полиэтиленовой пленки толщиной 0,1-0,2 мм. Паробарьер необходимо располагать как можно ближе к теплой стороне стены. Если внутренняя часть наружной стены состоит из двух слоев гипсовых листов (ГВЛ/ГКЛ), то пленку рекомендуется располагать между этими листами.
У процесі будівництва
Если применяется только один слой гипсовых листов, то паронепроницаемый барьер монтируют между стальным каркасом и гипсовым листом. Для готовых блоков и модулей наружных стен пароизоляционный барьер устанавливают на заводе-изготовителе. Сохранение герметичности наружных стен в процессе эксплуатации обеспечивается надежным прикреплением к конструкциям пластикового покрытия или его герметической сваркой. Соединение двух пленок должно иметь перехлест как минимум 200 мм. Склеивание краев пленки клейкой лентой не рекомендуется, так как ее устойчивость к старению невозможно предсказать, а клеящий слой может разрушать некоторые виды пленок. Для минимизации количества соединений рекомендуется использование большеформатной пленки. достигается плотной подгонкой профиля к стенам и полу и заполнением полостей в конструкции стены утеплителем. Внутренние стены между квартирами конструируют по тем же принципам, что и стены между комнатами. Различия обусловлены более жесткими требованиями по пожарной безопасности и звукоизоляции.
Tags: Новости