Актуальность темы состоит в том, что в настоящее время, в условиях активного развития сегментаинновационных строительных технологий, в России постоянно увеличивается число проектно-строительных компаний, предлагающих клиентам действительно современные и экономически обоснованные комплексные строительные системы и услуги.
С ростом рынка доступного жилья в России необходимо внедрение новой высокоэффективной и недорогой технологии строительства, которую можно внедрить в кратчайшие сроки в масштабах всей
К числу подобных предложений сегодня относится и быстрое строительство металлокаркасных зданий и сооружений из ЛСТК (легких стальных тонкостенных конструкций).
Опыт многих развитых западных стран показывает, что новые технологические уклады, возникшие сначала в США, затем в Канаде, а уже после распространившиеся и в Европе, создавались, чтобы удовлетворять следующим критериям: технологическая простота, энергосбережение, соответствие бюджетным возможностям малого бизнеса по капиталоемкости и технологиям
Целью данной работы является рассмотрение ЛСТК, выявление основных элементов, а также преимущества технологий строительства зданий.
Для достижения данной цели, необходимо решить
Проанализировать основные преимущества каркасных домов из ЛСТК;
- Рассмотреть бескаркасные арочные покрытия и реконструкцию зданий;
- Изучить программу автоматизированного проектирования;
- Раскрыть способы изготовления и монтажа конструкций;
- Исследовать основные элементы ЛСТК.
Объектом исследования является легкие тонкостенные стальные конструкции (ЛСТК).
Предметом исследования является применение легких тонкостенных стальных конструкций (ЛСТК) в строительстве зданий.
Легкие тонкостенные стальные конструкции (ЛСТК) — технология создания быстровозводимых зданий
Строительство с применением ЛСТК сейчас активно развивается в Европе (больше в ее скандинавской части), Восточной Азии, США и Австралии. Преимущественно в тех странах, где исторически жилье возводилось с помощью деревянных каркасных конструкций.
Объем применения легких стальных тонкостенных конструкций в США и Великобритании составляет 6 и 3,5 млн. т в год. В России он составляет около 900 тыс. т в год, что свидетельствует о зарождении новой отечественной отрасли строительной индустрии, в которой представлены разработка, изготовление и монтаж конструкций с применением тонкостенных гнутых профилей из оцинкованной стали.
Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений сп
... проектной организацией - разработчиком проекта задания. Предварительное (визуальное) обследование: сплошное визуальное обследование конструкций здания и выявление дефектов и повреждений по внешним признакам ... При обследовании зданий объектами рассмотрения являются следующие основные несущие конструкции: фундаменты, ростверки и фундаментные балки; стены, колонны, столбы, пилястры; перекрытия и ...
Технология каркасного строительства с применением ЛСТК является плодом многолетнего тесного сотрудничества инженеров — конструкторов, архитекторов, производителей и подрядчиков во многом благодаря введению в строительную индустрию машиностроительных методов, которые открыли новые возможности по повышению качества и точности строительства, снижению затрат и сокращению сроков. Именно использование машиностроительных методов обеспечило высокую эффективность данной технологии и позволило перенести большую часть строительных проблем в заводские условия. Благодаря этому объем работ на строительной площадке сокращается до минимума, а соответственно резко возрастает скорость строительства без ущерба качеству.
Эта революционная технология позволяет быстро и эффективно строить здания самого различного назначения: частные дома до 3-х этажей, а также многоэтажные здания с применением различных типов каркаса. В комплект строительной системы входят несущие профили для наружных и внутренних несущих и ненесущих стен, перегородок, межэтажных каркасных перекрытий, стропильных систем, а также стальная обрешетка для кровли стен, кровельные и стеновые покрытия, решения для вентилируемых фасадов, системы водостоков, системы безопасности и обслуживания кровли.
С помощью ЛСТК можно строить как жилье (коттеджи, малоэтажные сблокированные постройки), так и коммерческую недвижимость (торговые комплексы, административные здания, производственные помещения, гостиницы, автозаправочные станции).
В то же время данная технология позволяет эффективно решить проблему обновления и реконструкции существующего фонда жилья. Технология с использованием ЛСТК позволяет реконструировать здания,возводя мансарды, пристройки и надстройки, применяя набор систем — стеновую систему, систему перекрытий, кровельную систему, в комплексе и по отдельности.
Скорость возведения постройки и экономия трудозатрат в соотношении с качеством быстровозводимых построек дают такой результат, который недостижим при использовании традиционных способов
Применение этих конструкций вместо традиционных — из железобетона, кирпича, дерева или стального проката — дает значительный экономический эффект в выше приведенной области строительства благодаря снижению нагрузок от собственного веса и сейсмических нагрузок, уменьшению транспортных расходов и трудозатрат на монтаже, сокращению сроков строительства без применения строительных машин.
В России строительство из ЛСТК только набирает обороты, но уже чётко заняло свою нишу в области быстрого возведения зданий и сооружений
Преимущества каркасных домов из ЛСТК
Быстровозводимые здания иногда ошибочно считают временными сооружениями. По своим свойствам каркасные дома ничем не уступают зданиям, построенным из традиционных материалов. А в некоторых случаях проекты домов из ЛСТК превосходят проекты традиционных. Например, многие здания из ЛМК (легкие металлические конструкции), построенные еще до войны стоят и по сей день (#»804144.files/image001.gif»>
Организация строительства осушительной системы
... Сдача объектов в эксплуатацию должна производиться не позднее октября. Продолжительность строительства определяется в соответствии с нормами СНиП 1.04.03-85. В данном проекте общую продолжительность строительства осушительной системы принимаем 10 ...
- Рисунок 1.2.1. — Производство и строительство здания на основе ЛСТК
Все преимущества новой технологии строительства — результат комплексного подхода к строительству — от проекта до сдачи объектов «подключ». Система — новое перспективное направления строительства из легких стальных профилей по «бескаркасной технологии», где стеновые элементы выполняют функцию несущих панелей и одновременно являются тепловым контуром здания.
Основой качества элементов является качественное проектирование конструкций, которое позволяет создавать легкие и прочные здания.
Проектирование элементов производится с помощью системы трехмерного моделирования. Программа, используемая при проектировании объектов, позволяет конструировать и рассчитывать каждый фрагмент объекта на прочность, устойчивость и прогиб. Программа позволяет рассчитывать конструкции по пространственной схеме, что значительно снижает вес элементов.
Программа автоматизированного проектирования по технологии ЛСТК, базирующаяся на AUTOCAD, позволяет создавать объемный рототип здания, обеспечивая при этом точность размеров и геометрии элементов здания. При таком подходе нет опасения, что на строительной площадке придется что-то подрезать, сваривать или изменять. Кроме того, многовариантность проектирования позволяет оптимизировать конструкции по весовым показателям, унифицировать сечения профилей, группировать элементы по изделиям и по заказам.
Рисунок 1.2.2 (а, б).
— Проектирование элемента с помощью системы трёхмерного моделирования в автоматизированной программе
Спецификация конструкций, составленная при помощи программы, отправляется на завод, где каждый элемент изготавливается, маркируется в точном соответствии с чертежом. Маркировка каждого элемента здания помогает быстро отыскать и установить его на строительной площадке без ошибок. Процесс изготовления элементов полностью автоматизирован, при этом сроки исполнения каждого заказа минимальные.
Рисунок 1.2.3 (а-г).
— а), б), в) — Каждый элемент конструкции, составленный в программе; г) — Чертеж здания в целом, составленный в
На строительной площадке рабочим требуется только соединить элементы в единый блок при помощи самосверлящих шурупов. Процесс сборки простой и быстрый, не требует высококвалифицированных монтажников, так как напоминает процесс сборки детского конструктора
Сборка и монтаж
При использовании системы в строительстве можно выделить три основных способа изготовления и монтажа конструкций по степени завершенности (готовности) конструктивных элементов.
Способ №1. Сборка на строительной площадке. Элементы здания доставляются на строительную площадку в виде нарезанных из маркированных профилей. Бригада строителей производит на ровной поверхности «укрупнительную» сборку отправочных марок (стен, ферм, перегородок и т.д.) при помощи шуруповерта и винтов-саморезов. После укрупнительной сборки элементы подаются на монтажное место вручную (без крана), закрепляются в проектное положение, утепляются при помощи минераловатных плит (или других эффективных утеплителей) и зашиваются изнутри листами гипсокартона. Вес каждого элемента не превышает 90-100кг. Окна и двери поставляются на стройплощадку отдельно и встраиваются в панели стен. Каркасный
Реферат стены зданий
... несущей конструкции внутр. поперечным стенам или каркасу; в этом случае применяются ненесущие наружные стены. По способу возведения стены здания подразделяются на сборные, элементы к-рых предварительно ... ёлкоштучных материалов на растворах. Сборные стены здания в зависимости от их конструктивных особенностей делятся на крупнопанельные, монтируемые из элементов небольшой толщины, устойчивость к-рых ...
дом тонкостенный стальной
Рисунок 2.1 (а, б) — а) — Вид нарезанных и замаркированных профилей; б) — Элементы после укрупнительной сборки
Способ №2. «Мини-завод» на строительной площадке. Элементы здания доставляются на строительную площадку в виде нарезанных и замаркированных профилей. На строительной площадке организовывается рабочий пост, оборудованный для предварительной укрупнительной сборки панелей и других элементов. Обычно это рабочее место оборудовано защитным тентом, электрическим освещением, оборудованием для склепывания профилей, инструментами для резки минплиты и гипсокартона. Одна бригада рабочих производит укрупнительную сборку элементов, утепляет панели стен, зашивает изнутри гипсокартон, вторая бригада при этом доставляет собранную панель к месту монтажа, поднимает деталь при помощи грузоподъемного механизма, закрепляет их в проектном положении между собой. После установки стеновых панелей в них встраиваются окна и двери. Вес элементов увеличивается. Сроки монтажа сокращаются.
Способ №3. Полная заводская готовность панелей. Все нарезанные и замаркированные профили собираются в конструкцию стен (ферм и т.п.) на заводе с применением автоматического инструмента и в теплых условиях. Панели стен оборудуются окнами и дверями, внутрь панелей могут закладываться электрические кабеля, разводка низковольтного оборудования и т.п. Панели утепляются, на внутреннюю сторону прикрепляются листы гипсокартона. На наружную поверхность стен могут крепиться облицовочные панели, сайдинг, фасадные системы. На строительной площадке при помощи крана все элементы устанавливаются в проектное положение, закрепляются к фундаментам и между собой. Монтаж зданий очень быстрый, качество сборки панелей гарантировано технологией конвейерного «автомобильного» производства. Проблемы логистики, транспортировки, применения грузоподъемных механизмов должных быть учтены при строительном планировании (#»804144.files/image010.jpg»>
- Рисунок 2.1.1 — Гнутые типы профиля из ЛСТК
Для элементов каркаса наружных стен предусмотрено применение профилей с перфорированной стенкой, исключающих образование мостиков холода.
Рисунок 2.1.2 — Профиль с перфорированной стенкой, исключающий образование мостиков
Утеплитель в наружных стенах располагают в пределах высоты сечения элементов каркаса и защищают специальными пленками с обеих сторон. Наружную облицовку стен выполняют по принципу вентилируемого фасада. Приведенное сопротивление теплопередаче наружных стен толщиной 150-250 мм колеблется от 3,23 до 5,04 кв. м·°С/Вт.
Гражданские здания и их конструкции
... Конструктивные решения здания: При проектировании очередности монтажа сборных элементов этого здания учесть, что несущими конструкциями здания являются внутренние поперечные панели и панели наружных торцевых стен. Фундаменты из сборных элементов под наружные стены ... собственной массы. Навесные стены опираются на горизонтальные элементы на уровне каждого этажа. По характеру работы каркасы бывают ...
Для внутренней облицовки стен, перегородок и перекрытий обычно используют два-три слоя гипсокартонных листов в зависимости от требований огнестойкости.
Элементы конструкций из стали толщиной до 2 мм соединяют с помощью самонарезающих винтов диаметром 4,8-6,3 мм. Соединения элементов из стали толщиной более 2 мм целесообразно выполнять на обычных болтах. Применять сварку при изготовлении и монтаже ЛСТК не рекомендуется.
Рисунок 2.1.3 — Схема наружной, внутренней облицовки стен, перегородок и перекрытий
Система перекрытий также состоит из несущих конструкций междуэтажного перекрытия, изготовленных из стальных C- или П-образных профилей толщиной 1-2 мм, которые устанавливаются с шагом 600 мм. Перекрытия с С-образными балками охватывают пролет до 8 метров. Поверх балок укладывается профилированный стальной настил, служащий основанием под полы из гипсоволокнистых листов. Потолок устраивается из гипсокартонных листов, прикрепленных к нижнему поясу балок через обрешетку.
Междуэтажные перекрытия состоят из тонкостенных оцинкованных балок из гнутых профилей и профилированного стального настила с дополнительными элементами, обеспечивающими индекс звукоизоляции от воздушного шума Rw=52…53 дБ. Оптимальный свободный пролет конструкций междуэтажных перекрытий составляет до 4,8 м.
Рисунок 2.1.4 — Схема устройства панели пола
Кровельная система — это несущие стропильные и ферменные конструкции из стальных оцинкованных профилей; свободные пролеты составляют до 20 метров.
Рисунок 2.1.5 — Схема устройства кровли
Несущие конструкции перекрытий пролетом до 15 м выполняют в виде ферм или стропил из тонкостенных оцинкованных гнутых профилей. По металлической обрешетке покрытия укладывают кровельные материалы.
Стальной каркас чердачного перекрытия монтируют также из профилей с перфорированной стенкой, исключающих образование мостиков холода. Утеплитель размещают в пределах высоты сечения элементов каркаса и защищают специальными пленками.
Рисунок 2.1.6 — Схема конструкции крыши
Кровельные покрытия для зданий из ЛСТК могут быть выполнены из металлических профилированных листов, натуральной, или каменной черепицы, а также из мягких кровельных материалов: катепала, ондулина, алькорплана и др.
Быстровозводимые здания такого типа отличаются повышенной прочностью. Каркасные дома на основе ЛСТК можно, несомненно, отнести к наиболее надежным быстровозводимым зданиям.
По данным ООО «Талдом-Профиль», 1 кв. м строительной площади типового жилого одноэтажного здания (без учета фундаментов, внутренней отделки, наружной облицовки, полов, заполнения проемов и инженерного оборудования) стоит от $150 (стоимость ЛСТК составляет здесь от $70, т. е. 40% общей стоимости) (#»804144.files/image016.jpg»>
- Рисунок 2.1.1(а, б) — Здания с бескаркасным арочным покрытием: а) — спортивный комплекс пролетом 25 м; б) — торговый центр пролетом 20 м
Реконструкция зданий
Одной из важных задач реконструкции существующих зданий является дополнительное утепление наружных стен и покрытий, не отвечающих повышенным требованиям к энергосбережению. Для решения этой задачи с применением тонкостенных гнутых профилей может использоваться система, известная под названием «вентилируемый фасад» Реконструкция покрытия включает замену рулонной или другой поврежденной кровли на металлическую малоуклонную.
По курсу: «Новые строительные технологии» Тема Легкие тонкостенные ...
... ЛСТК превосходят проекты традиционных. Например, многие здания из ЛМК (легкие металлические конструкции), построенные еще до войны стоят и по сей день. Основные преимущества каркасных быстровозводимых домов: -экологическая безопасность быстровозводимых зданий ... монтаж конструкций с применением тонкостенных гнутых профилей из оцинкованной стали. Технология каркасного строительства с применением ЛСТК ...
Монтаж металлической кровли проводится без нарушения существующего рулонного ковра за исключением мест установки несущих стоек кровли. Стойки выполняются из одиночных или спаренных гнутых профилей с-образного сечения высотой 100-150 мм и устанавливаются с шагом 2,5-3,0 м. Базы стоек изготовляются из прокатных уголков, которые крепятся к бетонному слою или плитам существующего перекрытия последнего этажа с помощью анкерных болтов длиной до 150-200 мм.
Высота стоек принимается в зависимости от требуемой толщины дополнительного утеплителя и зазора 30-50 мм, предусмотренного для естественной вентиляции пространства между кровлей и поверхностью утеплителя. По стойкам крепятся тетивы из спаренных гнутых профилей швеллерного сечения высотой 100 мм из стали толщиной 0,8-1,0 мм, которые располагаются вдоль ската кровли с шагом 1,0-1,5 м.
По тетивам крепят элементы обрешетки из гнутых профилей п-образного сечения высотой 40 мм с шагом 300-500 мм, кроме участков шириной 1,0 м по периметру кровли, где шаг снижали до 0,25 м, т. к. на этих участках расчетная нагрузка от ветрового отсоса удваивается в соответствии с нормами.
Для изготовления кровли используют листовые гнутые профили кассетного типа из оцинкованной рулонной стали толщиной 0,55-0,6 мм с лакокрасочным покрытием наружной поверхности и грунтовкой на внутренней.
Листовые профили укладываются на обрешетку из гнутых профилей, расположенных с шагом 300-600 мм в зависимости от снеговой нагрузки, и крепятся с помощью кляммеров из оцинкованной стали толщиной не более 1,0 мм. Кровельные листы соединяются между собой по продольным краям с помощью фальцегибочной машинки, образующей двойной фальц в стыке, одновременно закрепляя в нем кляммеры.
Испытания показали, что такой стык обеспечивает полную водонепроницаемость соединения листов без герметизирующего материала при уклоне кровли не менее 7%. При меньших уклонах в продольные стыки листов вводятся герметики в виде паст или мастики. При значительной длине ската кровли (более 12 м) для исключения поперечных стыков листов кровельные картины изготавливаются непосредственно на строительной площадке, их длина принимается не менее длины ската.
Рисунок 2.3.1 — Монтаж конструкций вентилируемого фасада 9-этажного жилого дома )
Для этого профилегибочный стан массой около 7 т устанавливается непосредственно на перекрытии последнего этажа или на наклонной платформе на расстоянии 15-20 м от реконструируемого здания. Кровельный лист прокатывают в непрерывном режиме и направляют на транспортерную галерею, снабженную рольгангами.
Плоские пространственные покрытия современных зданий металлических конструкций
... всей оболочки, заполнены самоуравновешенными напрягаемыми металлическими системами, придающими жесткость и неизменяемость всей конструкции оболочки. Пространственный каркас таких оболочек собирается из линейных пустотелых ... профилей. Совместная работа тонких железобетонных плит со стальным каркасом обеспечивает высокую несущую способность таких оболочек. Одной из последних разработок покрытий зданий ...
Прокатываемый кассетный профиль подается, как лента, на направляющие ролики, расположенные вдоль ската кровли. Когда длина ленты профиля достигнет ширины здания, его прокатку временно приостанавливают и лист на кровле разрезают по коньку и у карниза.
Отрезанные части листа укладываются вдоль скатов кровли, соединяются между собой по продольным краям и одновременно крепят к элементам обрешетки с помощью стальных кляммеров.
В строительной практике известны примеры, когда длина скатов кровли, выполненных из профилированных листов по этой технологии без поперечных стыков, достигала 108 м. Строительство мансард в России особенно актуально, т. к. около 20% жилых зданий, которые эксплуатировались более 40 лет, требуют реконструкции.
Возведение новых одно- и двухэтажных мансард позволит не только придать этим зданиям современный архитектурный облик, но и даст возможность получить дополнительные квартиры и пентхаусы.
Оригинальная конструктивная схема несущих конструкций мансард с рамным каркасом позволяет собирать их из оцинкованных гнутых профилей на строительной площадке и монтировать укрупненными секциями без применения тяжелой грузоподъемной техники. Все соединения в этих конструкциях выполняются с применением самонарезающих винтов, комбинированных заклепок (рор-rivets) или болтов.
Сварка элементов таких конструкций не допускается. Такой способ монтажа позволяет проводить реконструкцию зданий в короткие сроки без отселения людей с нижних этажей.
Производство и использование гнутых профилей из оцинкованной стали в массовом гражданском строительстве становится одним из приоритетных направлений строй индустрии и благодаря своим очевидным достоинствам пользуется повышенным спросом в России
Заключение
Аналогичные строительные технологии с применение легких стальных конструкций используются во всем мире достаточно давно, многие десятки лет. Согласно статистике, во всем цивилизованном мире до 80% малоэтажных зданий возводятся каркасным и панельным методами, в полной мере решающими проблемами сокращения строительных и эксплуатационных затрат при повышении комфорта и качества жилья. Проекты ыстровозводимых домов, в основу которых положены ЛСТК, позволяют заменить дорогостоящие материалы на недорогой, но качественный и прочный металлокаркас. Именно поэтому технология сооружения быстровозводимых зданий нашла массовое применение в США, Канаде и др. странах.
Для России это пока новая область, по крайней мере, с точки зрения массового использования. И сейчас мы стоим на этапе зарождения мощного и серьезного рынка жилья, построенного на основе новых технологий с использованием тонкостенных стальных конструкций, так же как десяток лет назад наблюдали стремительный рост рынка стальных профилей в России.
Компании, работающие на данном рынке, осуществляют масштабную работу в сфере проектирования, производства и поставки металлокаркаса для последующего возведения коммерческих зданий и сооружений (складские и торговые комплексы, паркинги, ангары, складские сооружения и т.д.), а также жилых домов, коттеджей или таунхаусов.
Применение в работе комплексной автоматизированной системы разработки проектной документации и расчетов, основанной на программных продуктах, делает весь производственный и предварительные процессы максимально эффективными и экономичными.
Строительные конструкции
... к неоправданному перерасходу материалов. При проектировании того или иного здания (сооружения) оптимальные типы Строительные конструкции и материалы для них выбираются в соответствии с ... типовых решений открываются широкие возможности внедрения новой усовершенствованной технологии, кооперирования производств, укрупнения зданий, компактного размещения их на территории действующих предприятий ив ...
Итак, преимущества технологии строительства зданий на основе ЛСТК: надежность и продолжительное время жизни, широкие архитектурные возможности и области применения, малый удельный вес конструкций, эффективное энергосбережение, экологичность, стойкость к сейсмическим и прочим динамическим нагрузкам, пожаростойкость, быстрый эффективный всесезонный монтаж, низкая эксплуатационная стоимость.
Видится достаточно много плюсов для развития данной технологии в России. Ее эффективность подтверждает и многолетний опыт развитых стран мира. Главный минус — пока еще практически полное отсутствие методической, строительной, проектной, инженерной базы связанной с развитием и продвижением данной технологии.
Исходной базой для строительства малоэтажных зданий из ЛСТК может служить разработанная и внедренная OOO «Талдом-Профиль» (г. Талдом, Московская обл.) современная технология альтернативного легкосборного домостроения, получившая торговую марку «СТАЛДОМ». Для этой технологии ведущими институтами России разработаны рекомендации по проектированию и расчету конструкций, проведены испытания и тесты. В 2002-2009 гг. по новой технологии построено большое число зданий различного назначения, значительную долю которых составляли одно- и двухэтажные жилые здания.
Ведется работа по созданию национального стандарта «Здания малоэтажные (до трех этажей) из ЛСТК».
Технология строительства зданий из ЛСТК позволяет широко использовать потенциал малого и среднего бизнеса, создать конкурентную среду на рынке строительных технологий для малоэтажного
Малоэтажные здания из ЛСТК возводят в различных районах России на базе конструкций, освоенных также и другими предприятиями. Так, гнутые профили каркаса изготовляют ЗАО «Эксергия» (Липецк), ООО «Венталл» (Обнинск), «Балтпрофиль» (Санкт-Петербург), «Канадский дом» (Новосибирск), «Волжскполимер» (г. Волжский), ИСК «Финеско» (Саратов), «Волжскспецстрой» (Нижний Новгород), ИНСИ (Челябинск), «Терминал» (Ростов-на-Дону) и другие предприятия.
Преимущества применения ЛСТК в малоэтажном жилищном строительстве способствуют эффективному выполнению задач проекта «Доступное и комфортное жилье — гражданам России» — строить надежные дома высокого качества.
