Разработка конструкции жилых зданий на основе ЛСТК

РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ НА ОСНОВЕ ЛСТК

, научный руководитель, канд. тех. наук, доцент

Вологодский государственный технический университет

г. Вологда

Одно из перспективных направлений в строительстве малоэтажного экономичного жилья – строительство зданий из легких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК), производство которых в настоящее время широко развивается в России. Такой интерес связан с преимуществами данных конструкций, к которым относятся: малый удельный вес, экономия металла, быстрота возведения, всесезонность монтажа, индустриальность, стабильность и точность геометрических размеров профилей, компактность при транспортировке.

Правительством РФ был разработан ряд приоритетных направлений развития страны, в которые входит программа «Обеспечение доступным и комфортным жильем и коммунальными услугами граждан Российской Федерации», утвержденная 30 ноября 2012 года. Срок её реализации года. Серийные полнокомплектные быстровозводимые здания из ЛСТК представляют собой уже законченное строительное решение и отвечают требованиям данной программы, поэтому разработка эффективного конструктивного решения жилых зданий из легких тонкостенных профилей является актуальной задачей.

В основе стандартной технологии строительства зданий из ЛСТК используются несущие стены из профилей и термопрофилей, эффективного утеплителя и обшивки. Недостатками такого конструктивного решения являются:

-  высокая теплотехническая неоднородность конструкций. Профиля и термопрофиля в наружных станах являются теплопроводными включениями и снижают сопротивление теплопередачи конструкции стены.

-  применение самонарезных винтов, которые нарушают цинковое покрытие в местах соединений, что способствует коррозии..

-  удорожание конструкции в связи с затратами на защиту от коррозии профилей, применяемых в наружных стенах в соответствии с требованиями нового СП 28.13330.2012 «Защита строительных конструкций от коррозии».

В работе представлено эффективное конструктивное решение, исключающее эти недостатки. Предлагается конструкция несущего каркаса здания из ЛСТК с применением наружного теплового контура. В этом случае несущие конструкции (колонны и ригеля), выполненные из оцинкованных тонкостенных профилей, будут находиться внутри отапливаемых помещений, т. е. в неагрессивной среде, следовательно, их можно применять без дополнительной покраски. Срок службы таких зданий значительно возрастает за счет того, что стойкость цинкового покрытия в неагрессивной среде более 70 лет.

Была разработана конструкция унифицированного каркаса на основе
С-образных оцинкованных спаренных тонкостенных профилей, соединенных при помощи закладных элементов (модульных пластин) на болтах. Запроектировано двухэтажное каркасное жилое здание с оптимальной сеткой колонн 4,2х4,2 м и 4,2х3,0 м, обеспечивающей минимальный расход стали при обеспечении прочностных характеристик сечений, требований их жесткости и оптимальных планировочных решений.. Наружный стеновой контур выполнен из сэндвич-панелей Ruukki-Венталл толщиной 150 мм с утеплителем на основе базальтового волокна. Предусмотрены железобетонные монолитные перекрытия по профилированному листу. Фундамент из ФБС с надподвальным перекрытием ЖБ плитами. Внутренняя отделка помещений выполняется с применением современных негорючих плитных материалов (KNAUF-FaierBoard, СМЛ), за счет этого можно достичь высокой степени огнестойкости здания. Так же во внутренней отделке могут быть применены ГКЛ, ГКЛО, ГВЛ (группа горючести Г1) и другие плитные материалы.

В связи с отсутствием в РФ нормативных требований по расчету легких стальных тонкостенных конструкций пространственный расчет каркаса был произведен при помощи программного вычислительного комплекса SCAD на основе EN 1993 Еврокод 3 «Проектирование стальных конструкций». При расчете были использованы геометрические характеристики сечений с учетом редуцирования. Подобраны сечения стойки и ригеля из спаренных С-образных профилей ПС 200х50х2 по ТУ8-30080.

Отличительными преимуществами данного конструктивного решения являются:

-  концентрация металла в несущих элементах каркаса (колоннах, ригелях)

-  выполнение требований СП 28.13330.2012 «Защита строительных конструкций от коррозии» без дополнительной покраски и нарушения общей технологии производства

-  исключение теплопроводных включений в конструкции наружной стены (использование сэндвич-панелей)

-  использование болтовых соединений (увеличение надежности соединений)

-  унификация всех элементов

Представленное конструктивное решение целесообразно для применения в малоэтажном строительстве (жилые здания до 3-х этажей, возможны решения с дополнительным мансардным этажом). Варьируя толщину сэндвич-панелей данную конструкцию можно применять для строительства в любых климатических районах. Особенно эта конструкция будет востребована в удаленных районах с неразвитой строительной инфраструктурой, т. к. данные конструкции имеют малый удельный вес, сформированы в компактную транспортную упаковку, могут перевозиться любым видом транспорта, соответственно они будут иметь низкую стоимость перевозки.