Легкие стальные конструкции (ЛСТК и ЛМК)
Строительство и производство быстровозводимых зданий
Легкие стальные конструкции — это новый виток развития в сфере промышленного строительства. Здания из легких стальных тонкостенных конструкций являются крепкими и надежными, строить их на 25-40% выгоднее, чем обычные традиционные сооружения, а конструктивная особенность позволяет воплощать в жизнь сложные и оригинальные проекты.
Легкие стальные конструкции
Есть два вида металлоконструкций:
ЛСТК представляет собой облегченный вариант металлического здания, толщина стального профиля составляет 0,2-0,4 мм, при этом строить из ЛСТК можно складские и промышленные помещения, которые будут сейсмически устойчивыми и прочными.
ЛМК – это металлические здания с используемым металлом толщиной до 4 сантиметров. Это прочные и надежные сооружения, которые строят для разных областей жизнедеятельности человека.
Цены на легкие стальные конструкции сегодня разнятся и зависят от региона постройки. В центральных регионах Российской Федерации строительство стальных зданий обходится дешевле, ввиду высокой концентрации заводов-изготовителей, наличию конкуренции и, соответственно, более выгодным предложениям. Средняя стоимость одной тонны металлоконструкции составляет 50 000 – 79 000 рублей.
Интересной особенностью можно назвать простой ввод объекта в эксплуатацию. Так как ЛСТК и ЛМК конструкции не являются традиционными, то есть капитальными сооружениями из камня и бетона, процесс регистрации и ввода в эксплуатацию происходит в упрощенном режиме, без бумажной волокиты.
Легкие стальные тонкостенные конструкции: технология
ЛСТК более популярно в России, так как технология предполагает простой и быстрый монтаж стального каркаса, который по силам осуществить самостоятельно своими руками.
Технология возникла в 1950 году в Канаде. Доступность строительного материала и низкая стоимость возведения зданий быстро популяризировала тонкостенные конструкции в Японии, Скандинавии и Северной Америке.
Этапы строительства быстровозводимого здания:
Преимущества ЛСТК:
- Низкая стоимость.
- Простота сборки.
- Долговечность и износостойкость.
- Быстрый монтаж.
- Независимость от климатических условий, возможность строить в холодную и мокрую погоду.
- Сейсмическая устойчивость конструкции.
- Хорошие свойства теплосбережения.
- Отсутствие усадки на фундамент.
Из чего строят ЛСТК?
ЛСТК здания строят из профилей, которые производят из высокопрочной оцинкованной стали. Весь производственный цикл автоматизирован, при наличии проектной документации завод металлопроката подготовит каждую деталь будущего здания с необходимыми отверстиями и маркировкой.
Строительство из ЛСТК не является затратным, так как с нулевого этапа можно хорошо сэкономить на устройстве фундамента и в конечном этапе на утеплении. ЛСТК подходит для строительства жилого дома, коттеджа, теплицы, ангаров и многих других сооружений.
Также, рекомендуется обратить внимание, что можно дополнительно сэкономить на проектировании, выбрав не индивидуальное, а одно из типовых решений.
Дома из металлопрофиля: что такое и как строить
Строительство зданий на металлическом каркасе практиковалось давно, но строили в основном производственные и технические помещения, здания торговых центров и т.п. Применение в частном домостроении ограничивалось высокой теплопроводностью металла: счета за отопление были бы нереальными. Производители решили проблему, сделав так называемые термопрофили, которые в паре с современными утеплителями позволяют получить теплый дом. Если вам нужен недорогой, надежный дом, который строится в сжатые сроки, возможно вам подойдет металлокаркасный дом. Он имеет невысокую стоимость — в два раза ниже, чем кирпичный, сборка происходит быстро, срок службы заводского каркаса — 70 лет.
Каркас для дома из металла собран, частично начаты работы по утеплению стен
Технология очень пластична: адаптировать под металлический каркас можно любой понравившийся дом. Сначала составляется план каркаса, определяются тип отделочных материалов (влияют только ваши пожелания). Далее разработанный проект обрабатывает специальная программа, которая разбивает все на составляющие, выдает перечень элементов со всеми параметрами. Профили требуемого размера изготавливаются и маркируются, связываются в пачки, упаковываются, доставляются на стройплощадку. Вкратце это весь техпроцесс — от разработки проекта, до начала сборки каркасного дома из металлических профилей.
Преимущества и недостатки
Эта технология все более популярной становится в европейских странах (в том числе северных), в Канаде и Америке. А все потому, что сталь не гниет, ее не едят насекомые. Металлокаркасное строение весит в несколько раз меньше дома из древесины (в два раза), и тем более, оно легче домов из кирпича и других подобных материалов. Небольшой вес здания — это меньшие затраты на фундамент, так как его параметры зависят от нагрузки, что еще больше снижает стоимость квадратного метра застройки. Обычно под такие дома ставят свайные, свайно-ростверковые или ленточные фундаменты. В среднем один квадрат площади стоит 4-5 тыс. рублей (без учета стоимости отделочных материалов).
Технология, по которой строят металлокаркасный дом называется — легкие тонкостенные стальные конструкции, или сокращенно ЛСТК. Легкий — не значит непрочный. Дома, возведенные по технологии ЛСТК, выдерживают землетрясения силой в девять баллов. Но это касается строений не выше 3-х этажей.
Еще одно преимущество стального каркаса перед деревянным — его прочности достаточно для того, чтобы выдерживать тяжелые кровельные материалы. Если вы решили использовать керамическую черепицу — пожалуйста. Только ее вес необходимо заложить при расчете параметров фундамента.
Сама конструкция пирога стены практически такая же, как у деревянных. Вся разница в используемом для каркаса материале и способе сборки.
Стена дома из металлопрофиля в разрезе
Как же быть с мостиками холода? Производители утверждают, что проблема решена. Современные термопрофили, из которых и строят частные дома, имеют разрезы, расположенные в шахматном порядке. Они препятствуют сквозному промерзанию элементов конструкции.
Так выглядит картинка «работы» термопрофиля
И хоть термопрофили действительно работают, все равно такой дом более холодный, чем деревянный каркасный. Тем не менее, проблему можно решить, сделав качественное утепление. При правильном исполнении «пирога» утепления со всеми мембранами (ветрозащитная паропроницаемая снаружи, пароизоляция внутри) металлокаркасный дом будет теплым и на отопление уходить будет не больше, чем в так называемых «теплых домах».
Для утепления можно использовать любой современный утеплитель — минеральные ваты, пенопласт, экструдированный пенополистирол, вспененное стекло, эковату. Самые лучшие характеристики у пеностекла, чуть хуже у экструдированного пенополистирола. Но они имеют солидную цену, хотя требуемая толщина в несколько раз меньше, чем минеральной ваты. В результате затраты на утеплитель получаются сопоставимыми.
Наиболее оптимальное сочетание качеств и цены у минеральной ваты. Удобнее работать с базальтовой. Она же имеет хорошие характеристики. Стекловолокно по характеристикам тоже неплохое, но с ней работать сложно. Шлаковата — самая дешевая, но она очень боится намокания, при ее использовании обязательно устройство вентилируемого фасада.
Вариант полной сборки дома на стальном каркасе (технология ЛСТК)
По приведенным выше причинам из всего многообразия чаще всего выбираю базальтовую вату. Она хорошо устанавливается в каркас, обладает хорошими теплоизоляционными свойствами, относительно недорога, к тому же является неплохим звукоизоляционным материалом, что для данной технологии важно.
Из чего строят металлический каркасный дом
Изготавливают элементы ЛСТК из прочной конструкционной стали методом холодной штамповки. Лист имеет защитное цинковое покрытие толщиной от 18 до 40 мкм. Некоторые заводы делают конструкции из горячеоцинкованных листов. Такие элементы стоят дороже, но они и долговечнее.
Толщина листа, из которого они формуются от 0,7 мм до 2 мм. Выбор зависит от необходимой несущей способности того или иного элемента. Есть следующие типы профилей.
Какие могут быть профили для металлокаркасного дома
Чаще всего используются следующие их виды.
Типы профилей для строительства каркаса дома
Есть также специальные балки перекрытия пола и потолка. Из похожих элементов составляется и стропильная система дома. Соединяются элементы между собой на болты, саморезы, клепки, можно использовать контактную сварку.
Теперь о качестве составляющих от разных фирм. Есть около десятка заводов в России. Качество у всех разное. Потому внимательно смотрите на качество оцинковки, гибки металла. Никаких, даже мельчайших, следов ржавчины нигде быть не должно. А вообще, даже самые лучшие «наши» профиля значительно уступают импортным. Обидно, но это так.
Порядок сборки
С завода весь материал приходит упакованный в пачки. На каждой детали стоит маркировка, такая же маркировка присутствует на рабочих чертежах. Собирается каркас дома ЛСТК как конструктор: все уже готово, даже проштампованы отверстия под метизы. Ставите детали на место, совмещаете пазы и устанавливаете крепеж. С обирается металлокаркасный дом в точности также, как из деревянных брусков. Если обозначить этапы коротко, пошагово все выглядит так:
- На готовом фундаменте закрепляется нижняя обвязка.
- Выставляются и закрепляются угловые стойки.
- Между ними устанавливаются промежуточные стойки, укосины и распорки.
- Монтируется верхняя обвязка.
- Устанавливаются и закрепляются балки перекрытия.
- При наличии второго этажа собирается его каркас.
- Монтируется потолочное перекрытие.
Каркас стального дома готов. Осталось утепление и отделочные работы. Оно замечание: как бы не хотелось сэкономить, обрешетка должна собираться тоже из металла. Одинаковые коэффициенты расширения — это именно то, что способствует высокой прочности таких сооружений. При соединении металла и древесины такого не достигнуть: крепления постепенно ослабевают. Особенно это критично в регионах с повышенной сейсмоактивностью. Но и в более спокойных регионах от дребезжащей отделки мало радости.
Можно построить самостоятельно?
Если речь идет о том, чтобы собрать пришедшие с завода детали в одну конструкцию — то запросто, но с помощниками. Вся работа состоит в отыскивании нужной детали и установке ее на место, указанное в чертежах. Поначалу сложно, потом — освоитесь.
Если под «строительством металлокаркасного дома своими руками» подразумевают его сварку из профильной трубы, то дело это неоднозначное. Если строить собрались небольшой дачный домик, то вопросов нет: каркас можно поставить по тому же принципу, что и деревянный и для одноэтажного строения для угловых стоек достаточно трубы 80*80 мм, а для промежуточных можно взять меньше. Но шаг установки все равно диктует утеплитель: расстояние в просвете должнобыть 58-59 см (чуть меньше стандартной ширины минеральной ваты).
Собранный скелет дома из специального оцинкованного профиля
Единственное, что нужно помнить: при использовании профильной трубы мостики холода будут обязательно. Тогда само утепление потребуется сделать в несколько слоев, перекрывая утечки тепла, что решит проблему. Один слой традиционно ставится в распорку между стойками. Сечение профильной трубы далеко не 200-250 мм, которые необходимы для утепления дома в Московском регионе (под минеральную вату). Потому под недостающие слои устраивается поперечная обрешетка (с одной или двух сторон — решайте сами). Получается, что между стойками утеплитель уложен вертикально, а по обрешетке — горизонтально. Мостиков холода стало значительно меньше.
Со стороны помещения утеплитель закрывается пароизоляционной мембраной (она не должна пропускать влагу в утеплитель). Со стороны улицы на него закрепляется ветрозащитная паропроницаемая мембрана с гидроизоляционными свойствами. Она выолняетсразу три функции:
- защищает от ветра,
- не дает попасть конденсату или случайно попавшим осадкам в утеплитель,
- выводит из утеплителя пар, который туда все равно проникает из помещения (несмотря на пароизоляцию).
Только при таком пироге и наличии между наружной мембраной и отделочными материалами вентазазора можно быть уверенным в том, что утеплитель не будет мокнуть. Только для того чтобы вентзазор работал, необходимы еще вентиляционные отверстия внизу стены и негерметично заделанный выход под кровлю сверху: поток воздуха между наружной отделкой металлокаркасного дома и ветрозащиной мембраной должен проходить не встречая препятствий.
Для вдохновения — видео, на котором снят процесс сваривания дачного домика из профильной металлической трубы. Тем, кто умеет варить металл, сделать металлокаркасный дом своими руками из трубы не составит труда.
Металлокаркас для дома (ЛСТК) своими руками
Каркас быстровозводимого дома можно “поднять” не только из традиционных деревянных брусьев, но и из металлических профилей. Благодаря современным технологиям, для соединения отдельных деталей даже не нужно использовать сварочный аппарат. С помощью крепежей из них можно возвести ЛСТК – легкую стальную тонкостенную конструкцию.
Достоинства и недостатки ЛСТК
ЛСТК – это профили и листы из оцинкованной стали, которые изготавливают прокатным способом на заводском оборудовании. Их толщина может достигать 4 мм, что позволяет построить надежный, долговечный дом.
Достоинства металлического каркаса
Нельзя однозначно ответить, какой каркас лучше, металлические и деревянные конструкции – вечные конкуренты. Выбор зависит от условий строительства, проектных особенностей дома. Однако достоинства тонкостенных конструкций из стали весомы:
- Высокая скорость возведения каркаса. Комплектующие поступают с завода уже нарезанные в соответствии с проектом, промаркированные. Это позволяет сэкономить время и привлечь меньшее количество рабочих.
- Сниженная нагрузка на фундамент. Из-за малого веса стальные тонкостенные конструкции не оказывают значительного давления на основание дома. Если структура грунта позволяет, вы также можете сэкономить, заложив мелкозаглубленный фундамент.
- Устойчивость к воздействию влаги. Каркас из оцинкованной стали можно собирать в любое время года, не боясь его деформации или гниения, как в случае с древесиной.
- Высокие показатели прочности.
- Длительный срок службы, который может достигать 120 лет. Он напрямую зависит от качества металлических профилей, профессионализма сборщиков.
Помимо достоинств ЛСТК, связанных с монтажом и последующей эксплуатацией, есть еще одно – ее комплектующие удобно транспортировать.
Недостатки тонкостенных стальных конструкций
Недостатки у стальных профилей для каркасного строительства есть, но они не абсолютные.
- Стоимость готовой ЛСТК может в два раза превышать стоимость деревянного “скелета” дома. Но следует вспомнить, что вам не придется обрезать стойки, утилизировать остатки и бояться, что вы что-то соедините не так.
- Стальные конструкции отличаются гулкостью. Да, такой недостаток имеет место, но он сводится на “нет” после укладки утеплителя и обшивки металлического каркаса гипсокартоном.
- С использованием стальных профилей трудно своими силами реализовать сложный проект. Это не так, если он будет проработан опытными специалистами.
- Отсутствует прочное основание для крепления в интерьере полок, установки габаритной мебели. Собранный каркас отличается высокой пространственной жесткостью, а по отдельности каждый профиль недостаточно прочен. Решить проблему поможет подробный дизайн-проект жилых помещений.
Таким образом, недостатки металлокаркаса можно достаточно легко нивелировать.
Виды профилей для тонкостенных конструкций
Для возведения каркаса используют несколько видов металлических профилей. Каждый из них имеет определенное назначение и несет соответствующую нагрузку. Те, в основе сечения которых лежит буква “П”, называют швеллерами.
Использование С-образного профиля
С-образный профиль называют стоечным, так как чаще всего его используют в качестве вертикальных стоек при возведении наружных стен. Также он находит применение при монтаже кровли, внутренних перегородок и перекрытий.
С-образный элемент несет на себе большую продольную нагрузку, поэтому имеет два ребра жесткости – загибы на боковых стенках.
Средние размеры профиля:
- высота – 50-80 мм;
- ширина – 150-300 мм;
- толщина – 1-4 мм.
Исходная заготовка – сплошная балка из стали. Однако в ней могут быть выполнены технологические отверстия, например, для прокладки коммуникаций.
П-образный стальной профиль
П-образный профиль, соответствующую форму которому придают на станке, называют направляющим или стартовым. Именно к нему крепят вертикальные стойки наружных стен.
Его также используют при:
- монтаже стропильной системы;
- установке внутренних перегородок;
- усилении стеновых прогонов;
- сборке рамных элементов;
- устройстве подоконных перемычек.
Ширина швеллера колеблется в диапазоне 70-300 мм, толщина – 0,7-4 мм. Высота боковых полок обычно составляет 50-65 мм.
П-образный элемент металлокаркаса для дома также может быть сплошным или перфорированным, с отверстиями для коммуникаций.
Шляпный (ПШ) или омега-профиль
Шляпный профиль широко применяют при монтаже вентилируемых фасадов, устройстве обрешетки под кровельное покрытие и облицовку наружных, внутренних стен. Крепление выполняют непосредственно к стойкам каркаса.
Обычно толщина шляпного профиля меньше, чем у несущих элементов ЛСТК, и составляет 0,7-1,5 мм. Однако этого достаточно, чтобы выдержать вес черепицы, профнастила и других облицовочных материалов. А вот высота колеблется в пределах 28-61 мм.
Обратите внимание, что перфорация может быть нанесена только на боковые полки профиля.
Z- и сигма-профиль для металлокаркаса
Z-профиль играет немаловажную роль в железном каркасе жилого дома. Его используют в качестве несущих прогонов при устройстве кровли, направляющего в вентилируемом фасаде и при сборке стенового “пирога” с утеплителем.
При строительстве кровли Z-профиль с успехом заменяет сдвоенную С-образную балку. Он обеспечивает высокую несущую способность этой части строения даже с учетом снеговой нагрузки.
Ширина основной полки составляет 100-300 мм, высота боковых полок – 40-80 мм, а величина их загиба – 10-20 мм.
Сигма-профиль при возведении каркасного дома используют в качестве ригеля и колонны. Благодаря своей форме, он обладает повышенным сопротивлением на изгиб. Рассчитан на высокие нагрузки, подходит для сооружения больших пролетов.
Ширина балки колеблется в пределах 80-300 мм, высота боковых полок составляет 40-80 мм, а их загиб 10-20 мм.
Термопрофили – в чем их особенность
Термопрофили – это перфорированные балки из оцинкованной стали. Перфорацию выполняют в виде сквозных прямоугольных отверстий, расположенных вдоль них в шахматном порядке. Толщина таких балок обычно не превышает 2 мм.
Наличие отверстий усложняет путь теплового потока, сводит к минимуму число “мостиков холода”. При использовании термопрофилей теплопроводность металла снижается до 80-90%. Утепленные минеральной ватой и обшитые гипсокартонным листом наружные стены металлокаркасных зданий демонстрируют отличные тепло- и шумоизоляционные качества.
Профильная труба или стальной профиль – что лучше
Что выбрать для дома на металлокаркасе: профильную трубу или стальной швеллер? Этот вопрос неизменно встает перед большинством строителей, особенно, неопытных. И при ответе на него важно понимать принципиальную разницу между этими двумя деталями.
Для возведения ЛСТК обычно используют трубу с квадратным (100х100 мм) или прямоугольным (80х40 мм) сечением. Благодаря замкнутому контуру, она удобна в работе, но при этом имеет несколько существенных недостатков.
- Если открытые торцы трубы ничем не защищены, внутри она быстро поддается воздействию влаги, ржавеет.
- Для соединения труб понадобятся крепежные элементы большой длины. Это повлечет дополнительные денежные расходы.
- Показатель жесткости труб на изгиб меньше, чем у швеллеров.
Таким образом, использование профильных труб в качестве основного элемента каркаса жилого дома представляется спорным. Однако они прекрасно выполняют функцию стоек при возведении малогабаритных строений – ангаров, гаражей и др.
Строительство дома из металлокаркаса
Возведение металлокаркасных домов в качестве индивидуального жилья, почти ничем не отличается от аналогичных работ по сборке зданий из бруса. Отличаются узловые соединения профилей и используемые крепежи.
Основные соединительные узлы ЛСТК
Стальной каркас состоит из множества узловых соединений, но из них выделяют основные, где качественное крепление особенно важно.
- Соединение стоек с фундаментом. Выполняют через опорный элемент с помощью анкерных болтов.
- Стропильная ферма, где для сборки комплектующих используют листовые накладки, узловые фасонки, крепежи.
- Соединение стропильной фермы и вертикальной стойки каркаса. Для выполнения необходимы все те же крепежи, узловая фасонка и раскос.
- Карниз между стеной и кровлей. Сложность здесь заключается в грамотном стыке двух “пирогов” с гидро- и теплоизоляцией.
При работе с древесиной слово “крепеж” стойко ассоциируется с саморезом или гвоздем. Ситуация с металлокаркасом немного иная.
Чем соединять детали металлокаркаса
Один из вариантов соединения двух стальных элементов каркаса – использование самонарезающих винтов со специальной резьбой. Их вставляют в заранее сделанные отверстия и завинчивают.
Обратите внимание: винтовые соединения больше подходят для неразборных конструкций.
Недостатки применения винтов заключаются в отсутствие четкой регламентации работ с ними и обеспечении низкой несущей способности каркаса. Болты нормальной точности в этом отношении выигрывают.
Также для возведения дома из металлокаркаса можно использовать сварку. Однако это трудоемкий процесс, требующий определенного мастерства. Тонкостенные элементы легко повредить в процессе соединения таким способом.
Итак, металлокаркас – достойная альтернатива традиционному брусу. Стальная конструкция не только не уступает деревянной, но и по некоторым параметрам превосходит ее. Многие виды работ также можно выполнить своими руками. Но чем сложнее проект, тем больше специалистов придется привлечь.
Источник https://lstkclub.ru/legkie-stalnie-konstrukcii/
Источник https://stroychik.ru/strojmaterialy-i-tehnologii/metallokarkasnyj-dom
Источник https://pro-karkas.ru/variant/metal-frame/