9.3. Легкие металлические конструкции зданий

К легким металлическим конструкциям относят несущие и ограждающие конструкции, венные преимущественно из эффективных профилей (трубчатых, гнутых, тавровых, тонкостенных, перфорированных) обычной и высокопрочной сталей и алюминиевых сплавов, легких теплоизоляционных материалов. Суммарная масса таких конструкций на 1 ограждающей поверхности не превышает 100...150 кг.

Гнутые и перфорированные профили дороже прокатных и сплошностенчатых, высокопрочные стали и эффективные утеплители дороже обычных. Чтобы легкие конструкции могли конкурировать с обычными, они должны отличаться высокой реальностью. Поэтому основными предпосылками разработки легких конструкций являются серийное изготовление на автоматизированных линиях, максимальная заводская готовность, монтаж крупными блоками.

Сейчас выпускают одноэтажные промышленные здания различных типов из легких металлоконструкций комплексной поставки: каркасы плоскостной системы из рамных конструкций, каркасы пространственной системы с покрытиями из структурных плит и др. Вместе с каркасами комплектно поставляют ограждающие конструкции: трехслойные стеновые панели со стальными и алюминиевыми обшивками и утеплителями из пенополиуретана или минераловатных плит, стальные и алюминиевые оконные и блоки, алюминиевые витражи и витрины, стальные ворота, зенитные фонари, каркасы перегородок, алюминиевые подвесные потолки, стальные лестничные марши и площадки.

Контрольные вопросы

1. Назовите области применения стальных каркасов зданий средней и малой этажности.

2. Что называется каркасом здания, какие существуют типы каркасов?

3. Покажите схему связей каркаса одноэтажного производственного здания.

4. Что такое поперечная рама каркаса, какие нагрузки действуют на нее?

5. В чем различие конструктивной схемы рамы от расчетной схемы?

7. Как рассчитываются элементы поперечной рамы?

8. Что относят к легким металлоконструкциям здания?

10. Стальные каркасы высотных зданий

10.1. Назначение и системы стальных каркасов

В качестве несущих конструкции многоэтажных высотных: здании используются стальные или железобетонные каркасы. Положительными свойствами стальных каркасов являются значительно меньшие сечения отдельных элементов и меньшая их масса по сравнению с железобетонными, возможность индустриального изготовления, более легкая доставка к месту строительства, сравнительно простая сборка и скоростной монтаж. С точки зрения затрат металла эффективность стальных каркасов повышается с увеличением ости. Однако при большой этажности нужна специальная противопожарная защита, что удорожает строительство.

Многоэтажные здания сравнительно небольшой высоты появились в конце 19-ого столетия в США, хотя первым зданием с применением стальных элементов, по-видимому, считать здание шоколадной фабрики, построенное в 1872 г. в Нуазье-на Марне (Франция).

Стальные каркасы многоэтажных зданий состоят из колонн, ригелей, балок перекрытий и связей. Стеновые конструкции, обычно легкие панели с утеплителем, в работе на основные нагрузки не участвуют и выполняют ограждающие функции.

Системы стальных каркасов высотных зданий классифицируют по способу обеспечения горизонтальной жесткости. По этому признаку они могут быть разделены на следующие типы:

1. Системы стальных каркасов, применяемые в основном до 40...60 этажей: рамная, рамно-связевая, каркасно-ствольная (с жестким ядром), коробчато-ствольная («труба в трубе»).

2. Системы стальных каркасов для высотных и сверхвысотных зданий: с внешними связевыми фермами, коробчатая, мегамодульная и пространственная двухслойная (типа пространственной стержневой оболочки).