Применение легких стальных тонкостенных конструкций в каркасах зданий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Применение легких стальных тонкостенных конструкций в каркасах зданий

Легкие стальные тонкостенные конструкции (ЛСТК) в каркасах зданий начали применять в Канаде, США, Швеции, Англии в пятидесятых годах прошлого столетия при строительстве массового и относительно недорогого жилья.

Рисунок 1. Логотип компании, построившей один из первых домов из ЛСТК

Основными достоинствами каркасов из ЛСТК являются их легкость, надежность в эксплуатации, высокая сейсмостойкость, транспортабельность и быстровозводимость без применения тяжелой строительной техники. Высокие прочностные характеристики стали, из которой изготавливаются тонкостенные профили (с пределом текучести 350 Н/мм2), позволяют строить здания с числом этажей шесть и более.

Соединение элементов ЛСТК осуществляется на саморезах (при толщине металла до двух миллиметров) и болтах нормальной точности (Рисунок 4). Сварные соединения при сборке и монтаже конструкций из тонкостенных профилей не используются, что позволяет возводить их в любых температурных условиях.

Одними из проблем внедрения ЛСТК в практику строительства жилых и общественных зданий в середине двадцатого века в России, являлись: отсутсвие предприятий, оснащенных высокотехнологичным оборудованием по изготовлению тонкостенных профилей из стали повышенной прочности, и дефицит высококачественной стали. С появлением высокотехнологичных производств и прочных сталей в нашей стране начался процесс разработки и реализации проектов зданий и мансард из тонкостенных профилей.

Первыми объектами в Российской Федерации, в которых были применены ЛСТК, стали мансардные этажи реконструируемых зданий, для которых легкость конструкций и скорость возведения надстраиваемых этажей имели принципиальное значение (Рисунок 2).

Рисунок 2. Мансарда из ЛСТК на существующем здании с кирпичными стенами

каркас конструкция здание

Ограниченное применение тонкостенных профилей в каркасах зданий и мансард на территории Российской Федерации с суровыми климатическими условиями было обусловлено их существенными недостатками: низкая огнестойкость и высокая теплопроводность. Повышение огнестойкости ЛСТК обеспечивают размещением тонкостенных профилей внутри многослойной конструкции, состоящей из минераловатного утеплителя на основе базальтового волокна и обшивок из негорючего или трудносгораемого материала (например, гипсокартона). Такая конструкция стен обеспечивает предел огнестойкости нсущих конструкций до R90. В то же время стальные профили каркаса, расположенные в утеплителе между обшивками, являются активными мостиками холода, из-за наличия которых образуются выпоты и потеки влаги на внутренних поверхностях ограждающих конструкций, а также происходит увлажнение утеплителя, что, в свою очередь, приводит к снижению теплоизоляционных свойств ограждений. Существенно уменьшить эффект мостиков холода в зонах расположения ЛСТК позволило появление так называемых «термопрофилей», на стенках которых со сдвижкой расположены щелевые прорези, позволяющие «разорвать» поток холодного воздуха (Рисунки 3, 4). Изготовление термопрофилей впервые было освоено на предприятии ИНСИ г.Челябинска [1].

Рисунок 3. Термопрофиль ЗАО ИНСИ (г. Челябинск)

Рисунок 4. Конструкция покрытия из термопрофилей

Широкому применению ЛСТК в каркасах зданий различного функционального назначения в России мешало и отсутствие нормативной базы по расчету таких конструкций. Одним из первых нормативных документов, который можно было бы рекомендовать к использованию для расчета и конструирования элементов и узлов каркасов из ЛСТК, явились «Рекомендации по проектированию, изготовлению и монтажу конструкций каркаса малоэтажных зданий и мансард из холодногнутых стальных оцинкованных профилей производства ООО конструкций «Балт-Профиль» (2004 г.) [2]. Благодаря появлению этого нормативного документа, в России начали строить из ЛСТК не только мансарды и малоэтажные дома, но и здания высотой в шесть и более этажей (Рисунок 5).

Рисунок 5. Строительство шестиэтажного дома в д. Кривское, Калужской области (2014 г.)

Выход в свет стандарта ЗАО «ЦНИИПСК им. Мельникова» и ООО «Андромета» СТО 82866678-2-06-2016 «Конструкции стальные тонкостенные из холодногнутых профилей и гофрированных листов. Правила проектирования и расчёта» [3], а затем и свода правил СП 260.1325800.2016 «Конструкции стальные тонкостенные из холодногнутых оцинкованных профилей и гофрированных листов. Правила проектирования» [4] в комплексе с высокотехнологичным производством и прочными сталями высокого качества, в основном, гарантируют обеспечение соблюдения требований федеральных законов № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» и № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности», и создают условия для широкого внедрения ЛСТК при строительстве зданий различного функционального назначения на территории Российской Федерации.

Вместе с тем, в указанных документах отсутствуют рекомендации по расчету стальных конструкций и узлов их сопряжения из тонкостенных термопрофилей с ослабленными стенками. В технических условиях на отдельные виды таких профилей приводятся лишь геометрические характеристики сечений, определенные с учетом существующих ослаблений. Вопросы оценки влияния ослаблений тонкостенных элементов на несущую способность узлов их сопряжений являются предметом дальнейших исследований каркасов зданий и мансард из ЛСТК, направленных на повышение эксплуатационной надежности строительных объектов.

Список литературы

каркас конструкция здание

1.СТО 42481025006-2007 Термопрофили стальные гнутые для строительных конструкций. Технические условия. ЗАО «ИНСИ» [Электронный ресурс]. Челябинск, 2007. - Режим доступа: https://dwg.ru/dnl/5576 (дата обращения 19.12.2018 г.)

2.Рекомендации по проектированию, изготовлению и монтажу конструкций каркаса малоэтажных зданий и мансард из холодногнутых стальных оцинкованных профилей производства ООО конструкций «Балт-Профиль» [Электронный ресурс]. Москва, 2004. - Режим доступа: https://dwg.ru/dnl/571 (дата обращения 19.12.2018 г.)

3.СТО 82866678-2-06-2016 Конструкции стальные тонкостенные из холодногнутых профилей и гофрированных листов. Правила проектирования и расчета [Электронный ресурс]. Москва, 2016. - Режим доступа: http://steel-development.ru/upload/iblock/d9a/d9a7d60fca6ba0dba926a05fb35243b6.pdf (дата обращения 19.12.2018 г.)

4.СП 260.1325800.2016 Конструкции стальные тонкостенные из холодногнутых оцинкованных профилей и гофрированных листов. Правила проектирования [Электронный ресурс]. Москва, 2017.

Размещено на Allbest.ru