Легкие металлические конструкции это
Применение легких металлических конструкций (ЛМК) увеличивает скорость строительства в сравнении с традиционными методами в 2-3 раза. Возведение промышленных ангаров, многоэтажных зданий, крупных хозяйственных построек занимает всего 2-3 месяца. Это позволяет экономить на строительных работах без потери качества, так как легкие металлические конструкции отличаются надежностью и долговечностью.
Что это такое
Легкие металлические конструкции – это здания, где основу каркаса составляет металлический профиль, что позволяет создавать сооружения с большими пролетами: до 30 метров. Чаще применяется профиль Z и ∑ конфигурации. Преимущество такой формы перед стандартным С и U профилем – высокая стойкость к механическим нагрузкам. Для утепления каркас заполняется изолирующими материалами.
При создании легких металлических конструкций применяют изделия черного металла, с диапазоном толщины 4-40 мм, что гарантирует высокую надежность и прочность. Профили производят горячекатаным методом, обеспечивающим долгий срок службы и доступные цены изделий.
Отличительные черты
Технологию ЛМК часто сравнивают с технологией ЛСТК (легкие стальные тонкостенные конструкции). При общей схожести обе технологии используют принципиально разный подход к производству профилей, составляющих основу конструкции. Если у ЛМК – это профиль с толщиной стенок 4-40 мм, то у ЛСТК – это тонкостенный профиль с толщиной не более 4 мм. Это позволяет экономить средства за счет меньшей металлоемкости, но сильно ограничивает сферу применения ЛСТК.
Так, легкие металлические конструкции распространены при строительстве крупных промышленных объектов, многоэтажных зданий, ангаров, сельскохозяйственных складов и пр. Технология ЛСТК распространена менее существенно. Ее применяют при возведении небольших складских помещений, сельскохозяйственных построек, временных сооружений и пр. Ее недостаток – слабая сопротивляемость механическим нагрузкам, из-за чего ЛСТК не находит применение в регионах с повышенным уровнем осадков в зимний период.
При превышении допустимых нагрузок, конструкции из легких стальных тонкостенных металлов обрушиваются в один момент. Для сравнения, если уровень нагрузок будет неправильно рассчитан для зданий ЛМК – угроза разрушения актуальна только для нескольких перегруженных опор, а не для всего здания целиком. Кроме того, горячекатаный метод производства обеспечивает эластичность металла, поэтому в случае сильных нагрузок сначала происходит растяжение и только потом – обрушение.
Тем не менее в отдельных случаях легкие стальные тонкостенные конструкции выигрывают у технологии ЛМК. Когда нет высоких требований к сопротивляемости механическим нагрузкам, ЛСТК позволяют снизить металлоемкость в среднем на 30%, что удешевляет стоимость строительства.
Разный подход к производству обеспечивает определенные монтажные особенности:
- Конструкции ЛМК монтируются при помощи сварки или болтов повышенной прочности. В отдельных случаях возможно применение обоих методов, что повышает общую надежность конструкции. Технологические отверстия для болтов создаются на станках ЧПУ – это минимизирует риски просчетов.
- Конструкции ЛСТК крепят усиленными саморезами. Тонкостенное строение профиля позволяет прокручивать его при помощи специального инструмента. Такая технология исключает риск просчетов, также она менее трудоемка в реализации.
Где применяются
Легкие металлические конструкции применяют при возведении всех типов зданий, в том числе:
- жилые здания;
- ангары;
- спортивные комплексы;
- производственные помещения;
- склады;
- сельскохозяйственные постройки;
- офисные здания и пр.
При необходимости утепления, каркас заполняют специальными изолирующими материалами, часто – сэндвич-панелями. Это обеспечивает высокие показатели звуко- и теплоизоляции, в таком здании можно жить и работать.
Легкие металлические конструкции подходят для регионов с суровыми снежными зимами и сильной ветровой нагрузкой. Достаточная толщина стенок, усиленная форма профиля и горячекатаный метод производства придают конструкциям необходимую прочность. Это позволяет создавать пролеты шириной до 30 метров, что важно для сооружений производственного и сельскохозяйственного назначений.
Преимущества ЛМК
Технология ЛМК позволяет снизить общую массу здания в 3-4 раза в сравнении с традиционными вариантами строительства: кирпич, блоки, железобетонные конструкции. Преимущество ЛМК – комплексные поставки на строительную площадку, когда несущие и вспомогательные элементы конструкции поставляются вместе с профильным оборудованием, что повышает скорость строительства и позволяет быстро возводить здания «под ключ».
Условно, все преимущества легких металлических конструкций делятся на строительные и эксплуатационные.
Строительные преимущества ЛМК
Для сборки легкой металлической конструкции на объекте не нужна большая бригада рабочих, достаточно 5-6 человек. Сборка каркаса здания в зависимости от габаритов занимает от нескольких дней до нескольких недель, что куда быстрее железобетонных построек или построек из кирпича. Скорость возведения позволяет экономить на оплате труда наемных рабочих. Также технология легкий металлических конструкций обеспечивает следующие строительные преимущества:
- Низкая стоимость материалов. Здание из металла дешевле кирпичных, железобетонных или блочных сооружений.
- Экономия средств на фундаменте. Технология ЛМК не требует обустройства тяжелого, массивного фундамента. Для легких металлоконструкций чаще используют точечный столбчатый фундамент.
- Комфортная сборка. При наличии опыта у монтажников, одноэтажное здание собирается всего за несколько дней. Крепление осуществляется болтами через заранее подготовленные технологические отверстия.
- Отсутствие усадки. В отличие от дерева, металл не дает усадки. Внутреннее обустройство помещения начинают сразу после его возведения.
- Точность исполнения. Заводское производство элементов конструкции исключает риск строительных просчетов. Здание собирается по принципу конструктора из заранее подготовленных деталей.
- Строительство в любую погоду. Возведение построек из легких металлоконструкций не зависит от погоды. Технология не предусматривает «мокрых» бетонных работ (за исключением подготовки фундамента), а потому не боится дождя или мороза.
- Реализация сложных проектов. Технология ЛМК не ограничивает планировку, возможны любые архитектурные решения.
Эксплуатационные преимущества ЛМК
К эксплуатационным преимуществам легких металлоконструкций относят:
- Прочность и долговечность. Срок службы построек из ЛМК – от 50 лет. При соблюдении правил эксплуатации и регулярном обслуживании постройки служат более 100 лет.
- Пожаробезопасность. Металл не горит и препятствует распространению огня. Для защиты от потери несущей способности, которая возникает при нагревании металла до 500 0 С, конструкции обрабатываются защитными составами.
- Сейсмостойкость. При создании надежного фундамента легкие металлоконструкции устойчивы к движениям грунта.
- Минимальные теплопотери. Конструкцию утепляют сэндвич-панелями, которые обеспечивают качество звуко- и термоизоляции.
- Экологичность. Черный металл не выделяет токсичные вещества в окружающую среду, безопасен для человека. В зданиях из ЛМК круглосуточно живут и работают люди.
- Невысокие эксплуатационные затраты. Постройки из легких металлических конструкций проще в обслуживании чем кирпич, блоки или железобетонные плиты.
Недостатки ЛМК
Легкие металлоконструкции производят из черного металла, восприимчивого к образованию коррозии, что ограничивает срок службы зданий и сооружений. Благоприятные факторы для развития коррозии – влажная среда (влажный воздух). Для повышения устойчивости профиль обрабатывается защитными составами. По возможности в течение эксплуатации профиль регулярно проходит повторную обработку, что увеличивает срок службы конструкций. Замкнутые профили, недоступные для наблюдения и повторной обработки, герметизируют, чтобы исключить вероятность попадания влаги на металл.
Металл не горит, но восприимчив к плавлению. При нагревании до температуры 400-500 0 С, профиль плавится, теряет несущую способность – это приводит разрушению постройки во время пожара. Для повышения огнестойкости металл также обрабатывают специальными составами.
ЛМК дороже легких стальных тонкостенных конструкций из-за большей металлоемкости. Для строительства временных зданий, а также для возведения небольших складов и сельскохозяйственных построек чаще выбирают ЛСКТ. Но там, где нужна надежность, прочность и долговечность выбирают легкие металлоконструкции, устойчивые к сильным механическим нагрузкам.
Что такое легкие металлоконструкции (ЛМК). Технические характеристики, производство, отличия от других видов
С появлением легких металлоконструкций высвободилось много времени на строительство. Оно сократилось в 2-3 раза по сравнению с периодом возведения сельскохозяйственных построек крупных габаритов и ангаров. Что из себя представляют легкие металлические конструкции, производство металлоконструкций, какие отличия от других видов подобного плана, сколько стоят и какими преимуществами обладают, расскажем далее.
Легкие металлические конструкции: что это
ЛМК создаются на основе черного металлопроката, имеющего толщину в пределах 8 – 40 мм. Это долговечные конструкции, которые подходят для возведения крупных и масштабных строений. К примеру, широко распространено строительство из ЛМК производственных зданий и крупных административных или торговых центров.
Это легкие стальные конструкции, обладающие тонкой стенкой. Выполняются из стали оцинкованного формата путем ее холодного проката. Толщина при этом составляет 0,7-0,4 мм. Небольшой вес делает популярным ЛМК во многих сферах строительства, связанных с крупногабаритными постройками.
Что такое ЛМК чем они отличаются от других видов металлоконструкций
ЛМК является основательной конструкцией для тяжеловесных вариантов строительства. Сейчас такой способ возведения зданий очень популярен, так как позволяет сэкономить немало денежных средств на все этапы возведения. Есть много похожих технологий возведения зданий, но все они обходятся дороже по времени и по деньгам. У них разная способ получения металла, толщина профиля и прочность.
Основные технические характеристики ЛМК
Для строительства используется толщина стенок профилей от 4 мм. Форма профиля дает прочность каркасу. Размер не имеет значение при такой толщине и какой угодно длине. Каркас выполняется в виде рамы. В него входят вертикальные колонны, навесные панели и конструкции креплений и соединений. Монтаж колонн происходит с шагом в 6-12 м.
Несущие балки обязательно создаются из стальных листов легкого сплава. При этом сэндвич-панели выбирают толщиной в 75 — 600 мм. Толщину же устанавливают в соответствии с требованиями к теплоизоляционным характеристикам сооружений. Длину панелей делают в соответствии с длиной шага колонн, а именно 6 – 12 м. Высота будет равняться 1,2 м. Болтами осуществляется состыковка всех деталей.
Контроль качества и ГОСТы ЛМК
К ЛМК относится много разных ГОСТов, которые определяют качество и надежность конструкции, диктуют правила использования, производства и монтажа. На этапах сбора ведется тщательный контроль за каждым элементом цепи. Важно соблюсти ряд технических условий, которые гарантируют надежность и долговечность сооруженных элементов. Только тогда их можно будет применять в строительстве и безопасно использовать в эксплуатации.
Сферы применения технологий ЛМК
Востребованность подобных технологий сейчас активно наблюдается при строительстве следующих объектов:
ЛМК против ЛСТК – какой каркас выигрывает, сравнение — преимущества и недостатки
Выбирая застройщика для строительства собственного здания, почти у большинства заказчиков основным критерием является цена за квадратный метр. И здесь многие могут упустить один из главных критериев, хотя даже самый главный, это выбор технологии строительства здания. Выбор технологии и материалов это самый основной этап строительства. Каждая технология имеет свои плюсы и минусы. Выбрав «дешевую» технологию, можно сэкономить, но при этом совершить огромную ошибку, которую будет невозможно исправить, потерять в качестве и долговечности здания. Построенное здание невозможно вернуть застройщику и построить такое же, но по другой технологии. Правильный выбор технологии и строительных материалов необходимо сделать в первую очередь и безошибочно.
Одной из таких относительно новых технологий на рынке строительства быстровозводимых зданий из сэндвич-панелей является строительство из легких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК). В данной статье мы попробуем рассмотреть все преимущества и недостатки данной технологии.
Долговечность и надежность здания – это самые главные требования, предъявляемые в строительстве к зданиям и сооружениям. Долговечность здания в первую очередь зависит от качества материала и надежности произведенной из него строительной конструкции. Без сомнений, самый лучший вариант для строительства здания это сборный железобетон промышленного производства. Совместная работа стали и бетона делает эти здания крепкими и надежными. Здания с железобетонными каркасами можно эксплуатировать до 120 лет, они пожаробезопасны. В СССР были разработаны серии сборных производственных зданий и складов, общественных и жилых зданий. За 20 лет, прошедших с распада СССР, большинство заводов ЖБИ закрылись, и наша промышленность больше не выпускает серии железобетонных производственных и складских зданий, которые были очень популярными в свое время.
В наше время все большее распространение получает технология строительства из металлических конструкций. Существуют две основных технологии:
- ЛМК (Легкие металлические конструкции) – технология отработанная и испытанная десятками лет, которая в настоящее время активно развивается и совершенствуется. Основной материал черный горячекатаный металлопрокат (двутавры, швеллера, уголки, квадратные и круглые трубы). Широко применяется при строительстве производственных зданий, складских зданий, общественных зданий, высотных зданий.
- ЛСТК (Легкие стальные тонкостенные конструкций) – технология разработана в 50-х годах ХХ столетия в Канаде. Основной причиной появления данной технологии послужила необходимость в строительстве большого количества малоэтажных домов соответствующих климатическим условиям севера Америки. В настоящее время технология применяется в строительстве индивидуальных домов и временных зданий.
Давайте сравним технологии ЛМК и ЛСТК. Главное достоинство ЛСТК, которое преподносится заказчику, это экономия металла от 25% до 50%. Экономия металла происходит за счет уменьшения толщины конструкций с 8-40мм у ЛМК, до 0,7-3мм у ЛСТК. Предлагаем более детально рассмотреть это с технической и экономической точки зрения. При строительстве производственных, складских и общественных зданий с широкими пролетами от 12м и шире и высотой от 6м и выше — невозможно сильно сэкономить на конечной стоимости строительства, как нам обещают маркетологи. На каждый элемент строительной конструкции действуют нагрузки от снега, ветра, собственного веса конструкций. Для восприятия нагрузки элементы должны иметь определенное сечение и толщину, чтобы без деформаций выдерживать действующие на них усилия. Таким образом, элемент толщиной 2мм не может воспринимать такую же нагрузку, как элемент толщиной 15мм. Данную закономерность мы видим в сравнении каркасов ЛМК и ЛСТК.
Во-первых, при использовании технологии строительства из ЛСТК, шаг несущих конструкций должен быть меньше более чем в 2 раза в сравнении с ЛМК. А именно, вместо шага рам каркаса 6-12м у ЛМК, шаг рам каркаса ЛСТК 3м или ещё меньше. Во-вторых, связевых элементов в здании из ЛСТК, тоже должно быть больше, как минимум на 25%, иначе устойчивость всего здания может серьезно пострадать, за счет того, что конструктивные элементы с меньшей толщиной обладают меньшей жесткостью. При этом гнутые ЛСТК теоретически не являются самым легким видом конструкций, так как не позволяют рационально распределять материал по сечению, в отличии от ЛМК где широко применяются балки с переменным сечением. Фактически самые легкие и недорогие на сегодня конструкции – это сварные двутавры из черного металлопроката, стенки и полка двутавров устойчивая (не хлопает) и они полностью соответствуют требованиям действующих строительных норм и правил РФ.
Сравним цены на металлопрокат, цена оцинкованного тонкостенного профиля в среднем стоит 65 000 руб. за тонну, а профиля черного проката составляет 37 000 руб. за тонну. В нижеприведенной таблице приведена стоимость каркаса здания 24х60м, высотой 6м.
Вес конструкций, тн
Стоимость 1 тн металлоконструкции, руб.
Стоимость каркаса здания, руб.
Исходя из вышеперечисленного, можно сделать вывод, что при строительстве стандартного промышленного здания по технологии ЛСТК, заявленная экономия затрат, при меньшем использовании металла является неправдоподобной. Из таблицы можно сделать вывод, что уменьшение массы конструкции не уменьшает конечной стоимости строительства, а даже наоборот увеличивает ее. Кроме, того при более высокой цене мы имеем более низкую надежность здания.
Здания из ЛСТК размером обычно менее 1500м2 и не проходят государственную экспертизу проектной документации, таким образом надежность и долговечность здания остается только на совести производителя. Экономия на металле снижает долговечность всего здания. В здании, построенном из ЛСТК, узлы крепления оцинкованных профилей между собой очень ненадежные потому что, при небольшом превышении постоянной нагрузки (в основном снеговой), тонкий металл рвется об элементы крепежа – саморезы и болты, что приводит к обрушению здания. Также вероятен такой случай, если колонну здания из ЛСТК деформирует погрузчик или другой механизм, работающий в здании, это тоже может привести к обрушению.
Здание, построенное из конструкций ЛМК, может выдержать в разы более высокую нагрузку до обрушения в сравнении с ЛСТК, благодаря своей толщине, т.е. конструкция из ЛМК сначала растягивается, а потом обрушается в отличии от ЛСТК, которое обрушается сразу без растяжения.
Добавим к этому также что, в России, заявленное качество изделий не всегда соответствует реальному. Почти всегда, производители ЛСТК занижают реальные характеристики конструкций в погоне за более низкой себестоимостью. Зачастую уменьшается слой цинка с 275 г/кв.м до 120 г/кв.м. Оцинкованная сталь, используемая в технологии ЛСТК, окисляется не только при воздействии воды, но и от воздействия кислорода находящегося в обычном воздухе. В процессе срока эксплуатации происходит существенное ослабление несущей способности, поэтому дальнейшее использование здания из ЛСТК становится опасным для жизни. Также в процессе окисления цинка образуется оксид цинка, который является токсичным веществом для человека. Поэтому не рекомендуется длительное нахождение людей в таких зданиях.
Согласно статистики количество аварий зданий из ЛСТК, происходят намного чаще чем со зданиями из ЛМК из обычного металла, при том, что из ЛСТК зданий строится в разы меньше. По количеству аварий ЛСТК фактически делят «почетное» первое место с бескаркасными арочными зданиями. ЛСТК имеют низкую сопротивляемость прогрессирующему разрушению. Например, если при обрушении покрытия здания из черного металла падает всего пара-тройка перегруженных конструкций покрытия, то в случае ЛСТК разрушается все здание и всему причиной являются локальные воздействия в узлах соединения конструкций к которым ЛСТК очень чувствительны.
Подведем итоги. Все фирмы производители и строители, которые занимаются легкими стальными тонкостенными конструкциями, в один голос утверждают, что благодаря их технологии можно сэкономить до 50% металла, по сравнению с черным прокатом. Но фактически получается, что:
Источник https://www.metkonstrukcii.ru/articles/legkie-metallicheskie-konstrukcii-ehto
Источник https://industrial-wood.ru/novosti/41006-chto-takoe-legkie-metallokonstrukcii-lmk-tehnicheskie-harakteristiki-proizvodstvo-otlichiya-ot-drugih-vidov.html
Источник https://stroy-trading.ru/information/article/137-LMK-protiv-LSTK-kakoi-karkas-vyigryvaet-sravnenie—preimushchestva-i-nedostatki
