Тема: Технология возведение зданий из легких тонкостенных стальных конструкций

 

     Содержание: 
 

 

     Введение

 

     В настоящее время, в условиях активного  развития сегмента инновационных 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 вполне естественно возникает убеждение что для результативного и достаточно быстрого решения данного вопроса, как альтернативу, и в дополнение стандартным, зачастую дорогостоящим и слишком медленным технологиям строительства домов и зданий коммерческого назначения необходимо внедрение новой высокоэффективной и недорогой технологии строительства, которую можно внедрить в кратчайшие сроки в масштабах всей страны.

     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 во многих из них достаточно широко и эффективно используется данная технология строительства зданий и сооружений.

     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.

     Строительство с применением ЛСТК сейчас активно  развивается в Европе (больше в ее скандинавской части), Восточной Азии, США и Австралии.

     В Великобритании доля ЛСТК занимает приблизительно 20% в общем объеме жилого строительства. Доля ЛСТК в объеме строительства жилых домов по США в зависимости от региона составляет 5-15%.

     В Канаде – около 10%. Объем применения легких стальных тонкостенных конструкций в США и Великобритании составляет соответственно 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.

 

     1 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.

     Основные  преимущества каркасных быстровозводимых домов:

     1) экологическая безопасность быстровозводимых зданий для человека и окружающей среды. Сталь и термопрофиль ЛСТК – экологически чистый материал, не выделяющий запахов и вредных веществ в атмосферу. При правильной эксплуатации стальные конструкции безопасны для здоровья и окружающей среды. В составе дома из ЛСТК в качестве обшивки обычно применяются гипсокартонные и гипсоволокнистые листы, а в качестве утеплителя каменная вата или эковата, материалы, являющиеся экологически чистыми, имеющими 100% повторную переработку.

     2) пожаробезопасность. Благодаря тому, что в конструкциях пола и стен нет горючих материалов распространение по ним огня невозможно.

     3) большая скорость строительства быстровозводимых зданий, не требующая привлечения большого количества рабочих. Согласно проектам домов, сроки их возведения составляют не более 2 - 4 месяцев.

     4) легкость и простота сборки каркасного дома. Благодаря легкости каждого элемента, точному размеру, маркировке и сборочным чертежам, монтаж каркаса на строительной площадке напоминает сборку детского конструктора.

     5) отсутствие усадки фундамента в процессе строительства быстровозводимых каркасных домов, а также после их сдачи в эксплуатацию;

     6) возможность проведения монтажа по проектам каркасных домов в любое время года. Так как технология на основе ЛСТК является «сухим» способом строительства, монтаж можно вести круглый год.

     7) отсутствие необходимости в тяжелой строительной технике при строительстве быстровозводимых зданий. Масса любого монтажного элемента конструкций здания не превышает 100 кг.

     8) хорошие тепло- и энергосберегающие характеристики быстровозводимых зданий.

     9) долговечность каркасных домов. Быстровозводимые каркасные дома отличаются долговечностью (срок службы стального оцинкованного каркаса составляет минимум 100 лет).

     10) сравнительно низкая стоимость квадратного метра, что подтверждает любой проект каркасного дома.

     11) низкая эксплуатационная стоимость. Здания, построенные с применением технологии ЛСТК, имеют стабильные размеры, хорошо защищены от влияния биологических и температурно-влажностных процессоров, долговечны, энергоэкономичны, а при окончании срока службы или при необходимости капитального ремонта не столь затратны, как строения из классических материалов.

     12) малый вес конструкции – снижает требования к фундаменту и его стоимость – в большинстве случаев подойдет фундамент мелкого заложения.

     13) свободная планировка внутреннего пространства дома.

     14) чистая стройплощадка.

     2 Конструктивные  решения и проектирование

 

     Блок-схема  производства и строительства здания на основе ЛСТК приведена на рисунке 1.

     

     Рисунок 1 - Блок-схема производства и строительства здания на основе ЛСТК 

     Все преимущества новой технологии строительства  – результат комплексного подхода к строительству - от проекта до сдачи объектов "под ключ". 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 прототип 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.

     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.

     3 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 и замаркированных 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 90-100 кг. Окна и двери поставляются на стройплощадку отдельно и встраиваются в панели стен.

     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 и 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. 
 

     4 Основные элементы  ЛСТК

 

     Сооружения  основанные на технологии ЛСТК - это  сборно-разборные сооружения, состоящие из таких основных элементов как: фундамент и металлический каркас, а также инженерные коммуникации.

     Фундамент – это основа любого строения и  здания. От прочности фундамента зависит долговечность и надежность всего сооружения. Одной из особенностей строительства зданий из ЛСТК и является закладка фундамента - используются ленточный, малозаглубленный, столбчатый или плиточный фундаменты. Благодаря мелкозаглубленному фундаменту экономятся деньги.

     Металлический каркас - остов здания состоит из строительных металлоконструкций. Он представляет собой набор параллельно стоящих плоских металлических рам, объединенных металлическими продольными и горизонтальными связями. Соединение профилей между собой, а также крепление соединительных планок к профилям выполняются с помощью самосверлящих самонарезающих винтов. Эффективный и надежный винтовой метод скрепления элементов каркаса, в свою очередь, предоставляет возможность обходиться при возведении сооружения силами лишь небольшой бригады специалистов (4-6) без применения сварки и тяжелой строительной или подъемной техники.

     Возможность размещать коммуникации внутри каркасных  стен и перекрытий позволяют архитекторам максимально использовать внутреннее пространство, создавать оригинальные планировки.

     Основными элементами ЛСТК являются:

     •тонкие стальные оцинкованные профили

     Гнутые  профили для ЛСТК изготовляют  из стандартной рулонной оцинкованной стали с цинковым покрытием первого и повышенного классов по ГОСТ 14918-80* толщиной не более 2 мм. Освоение производства гнутых профилей из оцинкованной стали толщиной до 4 мм по ГОСТ Р 52246-2004 значительно расширит область применения и эффективность ЛСТК. Оцинкованная сталь для изготовления ЛСТК может иметь защитно декоративное полимерное или лакокрасочное покрытие.

     •утеплитель (минераловолокнистые плиты или  пенопласты)

     •гипсокартонные, гипсоволокнистые или цементно-стружечные листы.

     В качестве внутренних облицовочных материалов находят применение стандартные гипсокартонные и гипсоволокнистые листы. Для наружной облицовки стен зданий в зависимости от архитектурного решения и требований заказчика можно использовать облицовочный кирпич, деревянную рейку, пластиковый или металлический сайдинг, каменные или цементные материалы.