Легкие металлические конструкции ЛМК

Содержание:

1. Особенности ЛМК
2. Сферы применения
3. Технические характеристики
4. Отличие ЛМК от ЛСТК
5. Производство ЛМК
6. Этапы монтажа
7. Нормативная база
8. Срок службы металлоконструкций
9. Достоинства и недостатки

Легкие металлические конструкции (ЛМК) применяются при строительстве каркасных зданий.

Это хороший вариант, если нужно быстро построить и ввести в эксплуатацию склады, ангары, производственные, спортивные, социальные, коммерческие объекты.

Технология быстровозводимого строительства из ЛМК подходит для применения во всех климатических зонах России, в том числе труднодоступных районах. 

Особенности легких металлоконструкций

Они изготавливаются из металлических сплавов, включая сталь, алюминий, цинк, медь и пр.

Технология подходит для зданий пролетом более 24 м, высотой более 8 м, в том числе многоэтажных зданий.

Отличия от других конструкций:

• трудоемкость монтажа каркаса на 30-40% ниже, чем при сооружении ЖБ-конструкций, скорость на 35-50% выше;
• низкая цена в сравнении с традиционными вариантами, экономия на фундаменте, транспортных затратах, грузоподъемных механизмах;
• затраты труда в 2-3 раза ниже за счет механизации и автоматизации производства;
• удельный вес каркасных зданий в 3-4 раза меньше веса капитальных строений из кирпича или бетона.

Каркасные здания из ЛМК имеют высокие теплотехнические характеристики, благодаря использованию облицовки из трехслойных сэндвич-панелей с минераловатным или пенополиуретановым утеплителем.

Технология строительства каркасных зданий из ЛМК позволяет возводить объекты с любыми архитектурными особенностями.

Каркас производственного здания.

Сферы применения

Легкие металлоконструкции применяются в гражданском строительстве и отраслях промышленности. Применяют при строительстве:

• промышленных объектов;
• общежитий и жилых домов;
• предприятий общественного питания;
• рыночных павильонов, выставочных залов;
• многоуровневых гаражей и паркингов;
• спортивных и оздоровительных комплексов;
• медицинских объектов, административных зданий;
• складов и ангаров;
• торговых комплексов;
• станций технического обслуживания;
• сельскохозяйственных сооружений.

ЛМК применяют при возведении мостов для пешеходов и велосипедистов, навесов, виадуков, эстакад, ограждений, других элементов инфраструктуры.

Они выгодно использовать, когда требуется снизить вес строения, обеспечить точность монтажа, быструю и экономичную сборку.

Отсутствие мокрых процессов позволяет монтировать металлоконструкции при любой погоде.

Строительство многоэтажного жилого дома из ЛМК.

Технические характеристики

Благодаря легкости и высокой заводской готовности металлические конструкции обеспечивают быструю сборку и экономичность строительства.

К основным характеристикам ЛМК относятся:

1. Удельная металлоемкость каркасных строений составляет от 45 до 100 кг/м2.
2. Легкость. ЛМК удобны в транспортировке и монтаже. Не требуют использования мощных фундаментов и тяжелых грузоподъемных машин.
3. Устойчивость к воздействиям. Стойкость к перепадам температуры, ветровым и снеговым нагрузкам, другим агрессивным факторам.
4. Гибкость в проектировании. Легкие металлоконструкции легко поддаются формовке и изгибу, что позволяет создавать различные архитектурные формы и конфигурации строений.
5. Экологичность. Металл не выделяет вредных, токсичных веществ в атмосферу. В таких строениях безопасно жить и работать.

Здания из ЛМК отличаются ремонтопригодностью, эксплуатационной надежностью, конструктивным разнообразием.

Готовые строения можно модернизировать и достраивать. При необходимости металлоконструкции демонтируются, перевозятся автомобильным или железнодорожным транспортом для установки на новом месте.

Технология ЛМК позволяет снизить общий вес сооружения в 3-4 раза по сравнению со строительством из традиционных материалов (кирпича, блоков, железобетона).

Отличие ЛМК от ЛСТК

ЛСТК более легкие, но менее прочные. Они изготавливаются путем холодной прокатки оцинкованного стального листа. Материалами для производства легких металлоконструкций служат  горячекатаный прокат (листовой, фасонный, профильный).

ЛМК используют при строительстве зданий (в том числе многоэтажных) шириной пролета до 24 м, с высокими технологическими нагрузками на стены, перекрытия и кровлю. ЛСТК применяются в качестве ограждающих конструкций в малоэтажном строительстве, при устройстве внутренних стен, перекрытий, перегородок, фасадов.

Главные достоинства ЛМК и ЛСТК — высокая заводская готовность, легкий вес, сейсмостойкость, скорость монтажа.

ЛМК применяют там, где нужна прочность, надежность, долговечность. Для возведения небольших складов, временных зданий и объектов сельскохозяйственного назначения выбирают ЛСТК.

Строительство жилого дома из ЛСТК.  

Производство ЛМК

Все элементы каркаса изготавливаются в заводских условиях на основании проектных чертежей и технических заданий.

При производстве используются технологии:

1. Прокатка. В зависимости от температурного режима, металлопрокат бывает горячекатаным или холоднокатаным. Заготовки пропускаются через вращающиеся вальцы прокатного стана, придающие изделиям определенную форму.
2. Литье под давлением. Расплавленный металл заливается в пресс-формы. Этот метод позволяет создавать тонкостенные конструкции любой сложности.
3. Штамповка. Из листового металла вырезаются изделия плоских форм. Используется для  элементов, обеспечивающих прочность и жесткость.

Готовые ЛМК покрываются антикоррозийными составами, грунтуются, окрашиваются. Окрашивание выполняется пневматическим, либо безвоздушным методом.

На каждом этапе производства ЛМК проводится контроль качества. Выполняются испытания металлоконструкций на прочность, устойчивость к коррозии, соответствие нормативам и стандартам.

Этапы монтажа

Монтаж сооружений из легких металлических конструкций выполняется на основании рабочего проекта (КМ и КМД). Этапы:

1. Подготовительные работы. Выполняется геодезическая разбивка будущего сооружения на местности. Изготавливаются фундаменты и опорные основания под стальные конструкции. Поступающие на строительную площадку изделия проходят входной контроль.

2. Изготовление металлоконструкций. Основные узлы и детали изготавливаются на производственной базе и доставляются на строительную площадку в готовом виде. Применяется плазменная резка, сварка, гибка, шлифовка и другие операции механической и термической обработки.

3. Сборка металлического каркаса. Монтаж ЛМК сравним со сборкой конструктора — каждая деталь имеет свою маркировку и отверстия для соединения. Готовые элементы с помощью автокрана устанавливаются в проектное положение. Крепление выполняется с помощью болтов, гаек и шайб, без использования сварки.

4. Монтаж ограждающих стен, кровли. В качестве ограждающих элементов быстровозводимых зданий из ЛМК преимущественно используются трехслойные сэндвич-панели. Кровлю делают из утепленных панелей или стальных профилированных листов.

Сэндвич-панели крепятся горизонтально или вертикально к металлическим опорным конструкциям самонарезающими шурупами с шайбами. Все стыки закрываются доборными декоративными элементами, защищающими от проникновения влаги и атмосферных осадков.

Завершающим этапом монтажных работ является проверка качества и соответствия конструкций требованиям проекта.

Осуществляется приемка выполненных работ заказчиком.

Надстройка этажа из легких металлоконструкций.

Нормативная база

В России существует ряд государственных стандартов и норм, регулирующих создание и использование легких металлических конструкций.

В том числе:

• СП 70.13330.2012 «Несущие и ограждающие конструкции».
• СП 13.133320.2017 «Стальные конструкции».
• ГОСТ 23118-78 «Конструкции стальные строительные. Общие технические условия». Стандарт, содержащий правила и нормы выполнения монтажных работ.
• ГОСТ Р 58966-2020 «Балки стальные двутавровые сварные. Технические условия. Сортамент». Стандарт устанавливает размеры металлоконструкций, площадь поперечного сечения, другие справочные величины.
• ГОСТ 14771-76 «Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры».

Эти и другие своды правил и стандарты регулируют качество, безопасность и эксплуатационные характеристики металлических конструкций, необходимые для обеспечения надежности и устойчивости сооружений.

Срок службы металлоконструкций

Долговечность металлоконструкций зависит от условий эксплуатации, качества сборки и защиты металла от коррозии, ухода.

Срок службы сооружений из ЛМК около 100 лет.

Для продления срока службы рекомендуется осуществлять защиту металла от коррозии, следить за исправностью.

При разработке проекта сооружений из ЛМК учитываются марки металла, способы производства и монтажа, предполагаемые нагрузки и воздействия. Ошибки в расчетах могут привести к сокращению срока службы строений, поэтому доверять проектирование можно только специалистам.

Уменьшение срока службы происходит в результате следующих причин:

• эксплуатация в условиях агрессивной среды и высокой влажности;
• статических, динамических, вибрационных перегрузках, приводящих к усталостным разрушениям отдельных элементов и соединений;
• повышенных снеговых и ветровых нагрузках.

При превышении расчетных нагрузок могут возникнуть деформации и трещины в металле.

Благодаря разъемным болтовым соединениям, поврежденные или исчерпавшие свой ресурс элементы ЛМК меняются локально, без разбора всего сооружения.

Скопление снега на крыше ангара.

Достоинства и недостатки

Металлические конструкции изготавливаются в заводских условиях и поставляются на строительную площадку в готовом виде.

Здания из готовых элементов собираются всего за несколько дней или недель, в зависимости от габаритов, что  позволяет быстро окупить вложенные средства.

Небольшой вес отдельных элементов и сооружений позволяет обойтись без мощных фундаментов и тяжелой строительной техники.

Быстровозводимые сооружения из ЛМК имеют достоинства, обуславливающие их широкую популярность:

1. Прочность. Несмотря на небольшой вес, легкие металлоконструкции обладают высокой прочностью . Они способны выдерживать большие снеговые, ветровые, сейсмические нагрузки.
2. Долговечность. При правильной эксплуатации срок службы сооружений может составлять 100 и более лет.
3. Низкая стоимость по сравнению с альтернативными вариантами. Строения из ЛМК могут возводиться на мелкозаглубленных ленточных, легких столбчатых или свайных фундаментах.
4. Пожарная безопасность. Металл не горит и не способствует распространению огня. Для повышения огнестойкости обрабатывается специальными огнезащитными составами.
5. Отсутствие усадки. Каркасные сооружения из ЛМК не дают усадки. Отделку помещений можно начинать сразу после их возведения.
6. Экологическая безопасность. Металл не выделяет в окружающую среду вредных веществ. Пришедшие в негодность конструкции могут быть переработаны и использованы повторно.

Крепление осуществляется болтами через заранее подготовленные технологические отверстия. Это позволяет  легко демонтировать здание для реконструкции или переноса сооружения на новое место.

Легкие металлические конструкции позволяют создавать сооружения практически любой этажности и конфигурации.

К недостаткам относится появление коррозии, ограничивающей срок службы сооружений.

Металл при температуре выше 400-500°С начинает плавится. Это приводит к потере несущей способности и возможному разрушению.

Чтобы защитить конструкции от пожара предусмотрен комплекс мер, позволяющий избежать контакта металлоконструкций с открытым огнем. Минимизировать риски позволяет использование вспучивающихся огнеупорных красок, штукатурных смесей, листовых или плитных облицовок.