Непосредственный Заказчик заинтересован в проектировании легких стальных конструкции. Однако под таким брендом идёт широкая реклама каркасов ЛСТК. В самом названии заложена хитрость маркетологов! ЛСТК — это вид профиля, который сам по себе является лёгким для монтажа, но это может ни как отражается на общей массе. Важно понимать для капитальных зданий: цехов, ангаров, магазинов и тем более торговых центров лучший вариант проекта, выполненный конструктором. Альбом чертежей от проектировщика, или от строительных фирм это не всегда эффективное решение!
Каркас ЛСТК — Проектирование легких конструкций металлокаркаса
ЛСТК — это лёгкие стальные тонкостенные конструкции, то есть стальные гнутые профиля из прокатного листа
Сортамент такого проката он ограничен на столько, что из них спроектировать ферму больше 18,0 пролётом уже невозможно. А при таком пролёте масса из профильной трубы будет такая же и красивее.- Колонна или стойка при большой длине подбирается из условия её жёсткости или гибкости. Теоретически — здесь и нужно применять габаритное сечение, при малой её площади, чем и являются тонкостенные профиль. Подводный камень в том что уже при высоте, условно, стойки 6,0 метров — составной профиль уже не выдерживает!
- Балка при относительном большом пролёте (малая нагрузка) так же подбирается из условия габаритов сечения. И здесь тоже хорошо могут помочь ЛСТК. Опять же сортамент тонкостенных не позволяет применять их только с частым шагом
- Интересный аргумент — из ЛСТК строят и рекламируют здания те кто их производит, проектировщики с этим не желают связываться. Для этого нужно аргументировано принимать решение по сложному нормативу: СП 260.1325800.2016
- Нет пока эффективных видов профилей на рынке продаж
- Нет отечественных профессиональных программ (строительные нормы вышли только в 2016г), с которыми можно было бы решать систем в комплексе
- Возможность без грузоподъёмного оборудования вести монтажные работы
- Нет необходимости в сварочных работах, все элементы крепятся между собой саморезами или болтами
- Весьма интересный Z-образный профиль. Использование в качестве кровельного прогона при сендвич панелях. Но в нашем СП и ЕВРОКОДЕ нет методика расчёта только при покрытии из профнастила. А в этом сходит на нет данное преимущество. Но вполне можно и нужно применять в качестве ветровых прогонов. Здесь как раз сочетание большого пролёта и малой ветровой нагрузки. Бесспорный выигрыш!
- Применение кровли из ЛСТК, при частом шаге — ощутимая экономия на прогонах
- Выгодное применение для сооружений с частым шагом не более 3,0м и в южных районах
- Отсутствие покраски
Виды проектируемых лёгких конструкций:
- Проекты облегченных металлокаркасов зданий: склады, ангары, магазины, автомойки... из ЛСТК
- Комплекты чертежей на отдельные конструктивные элементы: перекрытия и крыши из ЛСТК (строила, прогоны)
Я не берусь проектировать частные дома из подобных профилей. Мой профиль достаточно определённый, которые отображены на рисунке. А именно одноэтажные быстровозводимые каркасные здания. Если сооружение имеет два этажа то тут уже, как мне кажется стойки уже целесообразно применять металлопрокат
Можно посмотреть пример проектирования ЛСТК каркаса
Кровля ЛСТК
Удалось спроектировать мне деревянные крыши жилых домов. И главная их минус при конструировании это ограниченная длина хлыстов бруса — 6 метров. А геометрическая длина ската как правило больше. Да в основном такие конструкции проходят с использованием дополнительных стоек и подкосов на внутренние стены. Всё же может быть ситуация, где кровля из ЛСТК будет целесообразней. Хлысты у них длиной 12м, и можно вполне выполнять лёгкие стропильные кровельные фермы, когда нет внутренних стен. Или же в случае шага стен 7,2-9,0 метров, такое можно встретить только в гражданских зданиях. Хотя если тему развивать то можно применять клеённый брус — но это снова удорожание
Цена такой конструкции и строительство будет объективно не существенно дороже, сам по себе профиль дорогой. Писал ранее, всё же повторюсь такие конструкции эффективны в случае если мы можем их устанавливать с частым шагом, те на стены
Основные типовые схемы показаны на фото (см. выше). Элементы кровли из ЛСТК между собой крепятся на саморезах, тем самым технологически удобно. Хотя лучше изготовить на производстве
Расчёт лёгких металлических конструкций
Расчет ЛСТК профиля в несколько раз сложнее чем обычного профиля. И связанно это с потерей местной устойчивостью стенки, полки и свеса. То есть часть сечения выходит из работы и это приводит к удорожанию. Что бы снизить существенно этот эффект профиль имеет различные дополнительные перегибы, которые играют роль рёбер жёсткости. Но тем тем не менее при расчёте обычной стойки при небольшой нагрузке — сечение принимается зачастую по предельной гибкости. И вот именно в таких случаях выигрывают лёгкие стальные тонкостенные конструкции, которые имеют большие габариты при ограниченной массе.
Итак на сегодня имею возможность проектировать легкие конструкции, каркасы ЛСТК:
- треугольные стропильные фермы
- сплошные стойки (колонны), спаренные между собой
- свободно-опёртые балки и раскрепленные профнастилом прогоны
В качестве продемонстрирую полный расчет сжатого элемента:
Самое интересное, что подобный расчет ЛСТК прокатного двутавра уложиться в пол страницы, а здесь плотный 4 листа!
Как проектируют Каркас из ЛМК
Тем так понимаю популярная, предложения поступают. А ответ на поверхности такие здание болезненные и они чаще падают чем другие. Вот идёт поиск конструкторов заводами изготовителями. Как же спроектировать надёжно и что бы было легче, ведь мы приобрели оборудование для этого. А это сложновато (см минусы и плюсы), и когда начинаешь общаться с ними им это чувствуется не приятно.
Так вот как проектируют металлический каркас из ЛСТК? А очень просто, это должно быть дешевле чем из черного металла на 10-15%. А дальше идёт процесс проектирования, рассматриваются фотографии в сети и идёт подгонка массы металла что бы было вкусно заказчику.
Интересно как испытвывают фермы, просто нагружают их плитами а дальше уже вычисляют их количество. Это к тому что на них не делают расчёты.
В интернете есть не только видео и и много картинок — и что я вижу типовая опора колонн по всей строгости шарнирная. И поэтому так легко падает строение при дополнительной поперечной нагрузки.
Есть программа российская которая стоит 40 тыс. руб, считает только элементы без узлов. Так вот если проверить элементы из профильной трубы 2000мм и составное сечение из гнутых тонкостенных при нагрузке 20 тонн — то результат будет примерно одинаковые по массе + — . А ведь сюда ещё нужны фасонки.
Выводы и рекомендации
Пообщался с двумя руководителями производств которые закупили это европейское оборудование для проката и решил дополнить. ЛСТК по умолчанию считается профиль толщиной до 2,5мм. Как раз в этом и подвох, именно при такой толщине мы не можем его применять в сварных капитальных конструкциях! Как выяснилось возможности есть выгибать подобные сечения толщиной до 6мм! Так вот если при производстве таких ЛМК применять конструкций хотя бы 3-4мм это уже существенно расширяет возможности проектирования легких конструкций!
Повторяюсь можно заниматься проектированием таких легких конструкций! Но здания по ширине и высоте должны быть умеренные, а шаг рам 4м. Эффект будет и лучше строить в южных регионах. Аппетиты проектировать 15 и 20м и даже с мостовыми кранами.
Пример расчета фермы из ЛСТК профилей
Обратились с просьбой выполнить проверку сечений стропильной конструкции, которая уже падала и её восстанавливали, а именно доказать что необходимо менять всё покрытие. Я согласился — немного добавил запаса по нагрузкам, что приблизить результат, но в итого пришлось их минимизировать.
Результат как мы видим в в выводах — критическая опасная ситуация!
