Контрольная работа: Легкие тонкостенные стальные конструкции

Легкие тонкостенные стальные конструкции

Содержание

Введение

Легкие тонкостенные стальные конструкции (ЛСТК) - технология создания быстровозводимых зданий

Преимущества каркасных домов из ЛСТК

Конструктивные решения и проектирование

Сборка и монтаж

Основные элементы ЛСТК

Бескаркасные арочные покрытия

Реконструкция зданий

Заключение

каркасный дом тонкостенный стальной

Введение

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 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 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 следующие задачи:

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.

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 строительства.

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">

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

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.

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.