Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Сортамент холодноформованных профилей ЛСТК производителей Украины

Наиболее полный сортамент оцинкованных профилей ЛСТК от украинских производителей.

  • Login to see the comments

Сортамент холодноформованных профилей ЛСТК производителей Украины

  1. 1. Беляев Н.А. Сортамент холодноформованных профилей ЛСТК производителей Украины 2015
  2. 2. Сортамент холодноформованных профилей ЛСТК производителей Украины Н.А. Беляев, магистр технических наук Данная публикация не может переиздаваться, сберегаться или передаваться в любой форме и любыми средствами без предварительного письменного разрешения автора. Запросы на переиздание на условиях, не соответствующих этим требованиям, следует высылать автору – Беляеву Н.А., по адресу biliamyk@gmail.com. Не смотря на то, что были приняты меры для обеспечения корректности данной публикации в пределах известных фактов или принятых на момент публикации практик, авторы и редакторы не несут ответственности за какие-либо ошибки или неверные толкования этой информации, и за любые потери связанные с ее использованием.
  3. 3. Предисловие Легкие Стальные Тонкостенные Конструкции (ЛСТК) как каркасная технология металлостроения в современном ее понимании пришла в Украину совсем недавно в сравнении с мировой практикой. Применение подобных профилей, главным образом, в качестве систем прогонов импортного производства началось в Украине в конце 90-х годов, однако появление комплексных каркасов из ЛСТК и развитие культуры их применения на отечественном пространстве относится уже к ХХI веку. Определенная закрытость рынка ЛСТК обусловлена нестандартной цепочкой проектирование- производство-монтаж и неготовностью компаний, уже работающих по технологии ЛСТК, в подробностях делится своими наработками и опытом. Как следствие компаниям, которые хотят освоить данную технологию без предыдущего опыта работы с ней, зачастую сложно построить удачную бизнес-модель. С точки зрения инструментов очень важен правильный подбор программного обеспечения, оборудования и связей между ними. Однако каким бы безупречным не был подбор материально-технических средств, успех предприятия зависит от того, кто и как будет их использовать. Поэтому подбор и обучение кадров остается краеугольным камнем проектирования и производства ЛСТК. И если обучение операторов производственных линий является обязанностью поставщика оборудования, то обучение проектных групп проектированию ЛСТК, как правило, более проблематично. Указанная ранее закрытость рынка ЛСТК привела к наличию ограниченного количества документов, дающих понятие о расчете и конструировании ЛСТК, подборе оборудования и программного обеспечения. Для коммерческих организаций их наработки, внутренняя документация и инструменты в некоторой степени составляют коммерческую тайну, что аргументирует нежелание делиться ими с внешней средой. Обратной стороной медали становится сдерживание темпов развития сегмента ЛСТК в целом. Некоммерческие объединения компаний, которые являются площадкой для общения, обмена опытом и информацией, развития продуктов, разработки документов и совместного продвижения, помогают преодолеть закрытость рынка, в целом увеличить его объем и соответствующие доли всех участников. Данная публикация продолжает серию практических пособий по расчету и конструированию ЛСТК. Ее задачей является устранение преград в обучении инженеров навыкам проектирования ЛСТК. Предыдущие публикации УЦСС-009-15 «Расчет элементов из стальных холодноформованных профилей в соответствии с Еврокодом 3» и УЦСС-010-15 «Расчет несущих и ограждающих конструкций из стальных холодноформованных профилей в соответствии с Еврокодом 3» в полной степени дают понимание методики расчета тонкостенных холоднофомованных профилей согласно Еврокоду 3 и, в частности, расчета геометрических характеристик эффективных (редуцированных) сечений. Поскольку методика определения основного набора геометрических характеристик профилей ЛСТК с учетом характера работы (изгиб, сжатие и т. д.) без использования платного программного обеспечения достаточно объемна, данная публикация призвана максимально исключить данные работы при использовании стандартных линеек профилей ведущих производителей Украины. Таким образом, специалистам, только осваивающим технологию ЛСТК, публикации УЦСС-009-15 и УЦСС-010-15 позволяют обучиться методике расчета, а данный документ облегчает применение на практике приобретенных навыков. Для людей давно знакомых с каркасами из тонкостенных стальных профилей он является справочным пособием с привязкой к конкретным отечественным производителям и поставщикам, а также содержит дополнительную информацию полезную для развития рынков и продуктов. Вводная часть пособия может быть не менее полезна для людей
  4. 4. непосредственно не связанных с проектированием конструкций, но задействованных в продвижении и продажах ЛСТК. Использование данного сортамента не должно исключать понимания инженером причин и следствий особого характера работы тонкостенных стальных профилей под нагрузкой. Инженер должен быть знаком не только с методикой расчета геометрических характеристик эффективных (редуцированных) сечений, но и с другими особенностями, относящимися, в частности, к проверкам по предельным состояниям несущей способности и эксплуатационной пригодности. Автор публикации выражает огромную признательность коллегам, которые помогли в ее подготовке, а также предоставили коммерческую и техническую информацию для формирования сортамента: В.В. Пархоменко, главный инженер ООО «Прушиньски» И.И. Барабан, инженер-проектировщик ООО «Прушиньски» И.Н. Субин, главный конструктор ООО «БФ Завод» В.В. Вождаенко, инженер-конструктор ООО «БФ Завод» Ю.В. Багно, руководитель направления каркасного строительства (ЛСТК) ООО «ИСК «ТермаСтил- Украина» Т.В. Гордиенко, инженер-конструктор ООО «Инком-Стил» Д.Н. Тихонов, руководитель направления ЛСТК ООО «Инком-Стил»
  5. 5. Содержание Предисловие Содержание Аннотация 1. Применение холодноформованных тонкостенных конструкций в строительстве. 2. Преимущества ЛСТК 3. Основные типы профилей 4. Материалы и покрытия 5. Нормативная база, регулирующая проектирование ЛСТК в Украине 6. Нормативная база, регулирующая изготовление и монтаж ЛСТК в Украине 7. Особенности проектирования ЛСТК
  6. 6. Аннотация Публикация является первым в Украине сортаментом холодноформованных профилей ЛСТК с расширенным набором расчетных характеристик. В ней приводятся расчетные характеристики сечений брутто (без редуцирования), а также эффективных (редуцированных) сечений при сжатии и изгибе, определенных согласно Еврокоду 3, Часть 1-3 (ДСТУ-Н Б EN 1993-1-3). Помимо табличных данных сортаментов и информации о ведущих производителях публикация содержит вводную часть, которая в доступной для специалистов с разной степенью вовлеченности в техническую подоплеку форме приводит основные аспекты применения ЛСТК в строительстве. Данная часть призвана помочь не только в расчете, но также в продвижении и развитии продуктов из ЛСТК на строительном рынке Украины.
  7. 7. 1. Применение холодноформованных тонкостенных конструкций в строительстве ЛСТК (LGSF, Light Gauge Steel Framing) – легкие стальные тонкостенные конструкции. Данный термин, как правило, применяется к каркасной технологии металлостроения на основе преимущественно холодноформованных тонкостенных профилей открытого сечения с толщинами до 4 мм. В нормах проектирования данного типа конструкций чаще используется более общий термин «холодноформованные элементы» (Сold-Formed Members). Применение холодноформованных элементов в современном мире очень широко: в машиностроении – это элементы каркасов и обшивки, направляющие; в логистике – стеллажные системы; в энергетике – опоры освещения и ЛЭП, кабельные каналы; в сельском хозяйстве – конструкции теплиц и элеваторов. Наиболее материалоемкой отраслью традиционно является строительство. Из тонкостенных элементов в строительстве, помимо каркасов и настилов, делают элементы окон, дверей, ворот вентиляции, лифтов, из холодноформованных профилей производят опалубку, элементы дорожных ограждений и т. д. В металлостроении термин «холодноформованные элементы» тоже объединяет не только подразумеваемые ЛСТК U, C, Z, Σ профили толщиной до 4 мм и их системы, но и другие типы холодноформованных сечений, которые не всегда являются тонкостенными. Так, например, Еврокод 3, Часть 1-3 «Проектирование стальных конструкций. Дополнительные правила для холодноформованных элементов и профилированных листов» (ДСТУ-Н Б EN 1993-1-3) распространяется на элементы толщиной от 0,45 до 15 мм. Отечественные сортаменты и стандарты на холодногнутые профили также рассматривают толщины профилей свыше 4мм. К распространенным толстостенным холодноформованным элементам можно отнести круглые и прямоугольные трубы, которые, однако, не входят в область применения ДСТУ-Н Б EN 1993-1-3. Тонкостенные холодногнутые элементы в строительстве имеют гораздо больше популярных форм и применений. Они применяются в качестве несущих (каркасы), самонесущих (несущие профнастилы, ВСК) и ненесущих элементов (ненесущие профнастилы, металлочерепица, фальцевые кровли, сайдинг и т. д.). Среди несущих и самонесущих тонкостенных холодноформованных элементов наиболее распространенными формами являются: 1. Каркасная технология ЛСТК
  8. 8. 2. Бескаркасные технологии 3. Профилированные настилы 4. Внутренние стеновые кассеты 5. Подконструкции различных навесных систем Технология ЛСТК является достаточно универсальным и гибким инструментом создания каркасов различных назначений. На ее базе можно изготавливать несущую основу различных продуктов заводской готовности либо использовать для сборного строительства объектов широкого спектра назначений. Можно выделить целый ряд вариантов применения подобных каркасов из тонкостенных профилей: 1. Каркасы малоэтажного жилья
  9. 9. 2. Каркасы жилых, административных и коммерческих зданий средней этажности (до 5-ти этажей) 3. Каркасы бескрановых зданий павильонного типа 4. Системы стеновых и кровельных прогонов 5. Стропильные системы 6. Надстройки и другие типы реконструкции
  10. 10. 7. Малые архитектурные формы (МАФы) – СТО, гаражи, мойки, торговые павильоны 8. Панели ограждающих конструкций для многоэтажного строительства 9. Модульные конструкции 10. Элементы несъемной опалубки и другие вспомогательные элементы Каркасы из оцинкованных профилей уже более 70-ти лет применяются при строительстве жилья. Лидеры каркасно-щитового строительства жилья – Австралия, Япония, США, Великобритания, Канада и скандинавские страны. На строительных рынках Швеции, Японии и Австралии доля жилья с металлическим каркасом превышает 15%. В США на основе ЛСТК ежегодно возводится более 100 000 домов. В Украине и странах ближнего зарубежья наблюдается устойчивый рост спроса на здания из ЛСТК. Часто такой спрос подталкивается достаточно специфическими преимуществами жилья из ЛСТК. Например, при наводнениях возникает потребность в быстром возведении большого количества жилья, которое при повторном подтоплении будет легко ремонтироваться. В подобных случаях ЛСТК находятся вне конкуренции. Если в сжатые сроки требуется возвести здание на участке со сложным рельефом, легкость каркаса из тонкостенных профилей позволяет опереть его на винтовые сваи и исключить земляные работы.
  11. 11. Каркасы жилья почти всегда компонуются из U- и С-профилей толщиной до 2,5 мм, высотой до 250 мм. В зданиях средней этажности толщины могут увеличиваться до 3,2-4 мм, а высота до 400 мм. Для обрешетки могут применяться шляпные Ω-профили. Усредненные показатели металлоемкости каркасов одноэтажного жилья находятся в пределах 30 кг/м2 , для многоэтажных – до 45 кг/м2 . Бескрановые ангары из ЛСТК в диапазоне безопорных пролетов до 24 м характеризуются наиболее низкими показателями веса среди всех типов конструкций. Металлоемкость каркаса не превышает 30 кг/м2 . Две наиболее распространенные схемы – это рамы с затяжками и рамы с фермами. Применение ЛСТК в составе основных рам крановых зданий достаточно редко. Опирание подкрановых конструкций подвесных и мостовых кранов непосредственно на ЛТСК нежелательно, но возможно для грузоподъемности до 5т. Рекомендуемые решения для крановых зданий это: - комбинированный каркас с подкрановыми частями колонн из сварных конструкций и остальными элементами из ЛСТК; - отдельно стоящие подкрановые конструкции внутри ангара из ЛСТК; - козловые и портальные краны. Для конструкций ангаров применяется весь спектр из U, C, Z и Σ- профилей с толщинами до 4 мм и высотой сечения до 400 мм. В традиционном исполнении: колонны и ригели – спаренные С и Σ; фермы – решетчатые конструкции из U, C и Σ-профилей; стеновые прогоны – С и Σ, реже Z- профили; кровельные прогоны – Z-профили. ЛСТК является предпочтительной технологией для использования в сельском хозяйстве. Важный аргумент использования ЛСТК в агросекторе – повышенная коррозионная стойкость конструкции в комбинации с легкостью, простотой и максимальной скоростью монтажа. Стандартными вариантам применения являются животноводческие комплексы, овощехранилища и другие элементы логистики, но возможны и более нетиповые решения. Для примера специализированные компании используют профили, аналогичные ЛСТК, в конструкциях зернохранилищ. Прогоны из ЛСТК – неотъемлемая часть комплексного подхода к легким металлоконструкциям. Они применяются в разрезных и неразрезных схемах при шаге основных конструкций до 10 м. ЛСТК-прогоны не имеют ограничений по типу основной несущей конструкции и одинаково просто крепятся к каркасам из ЛСТК, других типов металлоконструкций, дерева, а также, хотя и несколько более трудоемко, железобетона. Для систем стеновых и кровельных прогонов характерен большой набор профилей, их размеров и толщин. Такой спектр продукции предусматривает использование мощного и дорогостоящего
  12. 12. оборудования. Поэтому поставщики тонкостенных прогонов – это крупные производственные организации. Установившимся правилом для таких организаций является разработка каталогов на системы прогонов. Основными инструментами инженера в составе каталога являются нагрузочные таблицы и стандартные конструктивные решения. Нагрузочные таблицы, как правило, основаны на комбинации результатов испытаний и уточненных расчетных моделей. Данный способ обеспечивает более выгодные значения в сравнении с прямой расчетной методикой. Однако испытания и модели с их применением основаны на определенных условиях и расчетных предположениях. Инженер обязан обеспечивать практическое соответствие предпосылок, которые указываются в каталогах (нормативные документы, нагрузки, условия опирания, раскрепления и т. д.) В конструктивной части приводятся требования к опиранию и сопряжению элементов, а также к системам связей, очень важным для тонкостенных прогонов. Надлежащая система связей для тонкостенных прогонов объединяет их в подобие ферменной конструкции для обеспечения устойчивости и восприятия нагрузок из плоскости, которые возникают как результат уклона в кровлях и от гравитационных составляющих в стенах. Альтернативой могут быть несущие профнастилы или аналоги, обеспечивающие достаточное раскрепление. Стропильные системы, как и прогоны, являются лишь элементом зданий и сооружений, но емкость сегмента и недостаточная осведомленность о существенных преимуществах, которые дают скатные кровли из ЛСТК при индивидуальном и коммерческом строительстве, способствуют выделению их в отдельную категорию. В скатных кровлях, включая чердачные и мансардные, массово используются деревянные стропильные конструкции. Однако при сравнении для деревянного каркаса кровли с обрешеткой площадью накрытия 200 м2 понадобится порядка 14 м3 древесины, что эквивалентно 7,3 тоннам материала, который требует привлечения высококвалифицированных рабочих-столяров. Аналогичный показатель для ЛСТК составит в пределах 25 кг/м2 с учетом обрешетки, для 200 м2 эквивалентные 5,0 тоннам металла. Снижение веса каркаса покрытия в диапазоне 30%-50% благоприятно сказывается на трудоемкости работ, фундаментах и основных несущих конструкциях. Фактор снижения общего веса, без сомнения, важен, но не менее важен вес отдельных элементов в пределах 50 кг и их малые габариты сечений в пределах 250х75 мм. Подобные характеристики позволяют легко переносить элементы вручную и делают их удобными как при новом строительстве, так и при реконструкции. Еще одно существенное преимущество использования ЛСТК в покрытиях – это высокая заводская готовность, которая превращает монтажные работы в сбоку конструктора на болтах и шурупах с сокращением сроков на треть. Также дерево в отличие от металла подвержено гниению, воздействию насекомых и возгоранию для чего обрабатывается антисептиками и антипиренами, что перечеркивает его мнимую экологичность.
  13. 13. Возрастающее количество морально устаревших объектов недвижимости обуславливает повышение спроса на реконструкцию зданий и сооружений. Для реконструкции характерно выполнение работ в стесненных условиях и без тяжелых грузоподъемных механизмов, потребность в минимальных и равномерных нагрузках на существующие конструкции. Поэтому металлоконструкции в целом являются основным методом усиления и реконструкции, но максимально этим критериям соответствует именно ЛСТК. Среди всех типов реконструкции сути и преимуществам ЛСТК наиболее соответствуют надстройки существующих зданий. Каркасно-щитовое строительство зданий малой и средней этажности, бескрановые ангары и системы прогонов относятся к достаточно классическим для рынка Украины и стран ближнего зарубежья применениям технологии ЛТСК. С другой стороны, в отечественной практике строительства имеется ряд перспективных сегментов рынка для расширения доли применения ЛСТК. Панели для многоэтажных зданий по технологии ЛСТК создают серьезную альтернативу классическому крупнопанельному строительству с применением трехслойных железобетонных фасадных элементов и трудоемкой кладке из стенового камня и блоков. ЛСТК в данном случае образует универсальную основу для различных решений, как по составу стены, так и по ее отделке, не ограничивая проект продукцией того или иного комбината железобетонного домостроения. В зависимости от функционального назначения могут изготавливаться как внешние, так и внутренние панели. В стандартном варианте, используемом в других конструктивах ЛСТК, заполнением панели служат минеральная вата и эковата, а также другие типы утеплителей. В более капитальном исполнении для заполнения могут быть использованы особо легкие бетоны (полистеролбетон, пенобетон). Основой подбора толщины панели является расчет теплотехнических и акустических характеристик. В мировой практике широко используются панели частичной заводской готовности (infill walls), но в отечественных реалиях для исключения дефектов сборочных операций на стройке рациональным является изготовление панелей полной заводской готовности.
  14. 14. Панели на основе ЛСТК являются высоко конкурентным продуктом благодаря внушительному набору преимуществ: - крепление таких панелей осуществляется к металлическим, сборным и монолитным железобетонным каркасам, что также отличает их от железобетонных аналогов; - любые варианты отделки; - стоимость панелей в сравнении с другими стеновыми материалами при аналогичной отделке равнозначна либо создает экономию до 12,5%; - снижение веса в сравнении с альтернативами до 90%; - уменьшение трудозатрат по возведению стен на площадке до 80%; - увеличение полезной площади здания до 5% благодаря уменьшению толщины и выносу панелей наружу; - монтаж в стесненных условиях и легкими подъемными механизмами без привлечения основных кранов; - уменьшение транспортных расходов за счет перевозки до 300 м2 панелей одним грузовиком; - высокое качество монтажа и поверхностей благодаря машиностроительной точности панелей; - облегчение разводки инженерных сетей в створе каркасной конструкции. Для панелей двумя важными аспектами является обеспечение надлежащей вентиляции внутреннего заполнения и исключение мостиков холода. Вентиляция препятствует скоплению влаги в створе панели, что, в основном, обеспечивается наличием вентиляционного зазора либо вентотверстий в составе панели. Основную опасность в образовании мостиков холода представляют несущие профили панели. Данные термовключения исключаются двумя основными методами: формированием каркаса панели из термопрофилей либо внешним утеплением панели. Даже при наличии термоперфорации профилей рекомендуется их использование в комбинации с внешним утеплением.
  15. 15. Строительство из объемных модульных элементов на основе ЛСТК широко распространено на рынках Великобритании, США, Японии и ряда других стран. Это объясняется минимальным объемом работ на строительной площадке, подкрепленным более высокой производительностью труда и качеством при изготовлении в заводских условиях. Такие решения идеально подходят для зданий с однотипными планировками, характерными для: - недорогих отелей и хостелов; - общежитий; - баз отдыха; - больниц и поликлиник; - детских садов и школ; - зданий для размещения рабочих. Технологичность стали как материала позволяет даже в планировочно простых зданиях реализовывать интересные и одновременно стандартизированные архитектурные задумки. Такие конструктивные схемы хорошо подходят для типовых проектов, в стесненных условиях застройки, а также при необходимости переноса либо утилизации здания в обозримом будущем. Комплексное модульное строительство использует объемные элементы не только для образования комнат здания. Они могут классифицироваться по назначению: комнаты, коридоры, санузлы, лестничные блоки и т. д. На втором уровне укрупнения конструкций могут разрабатываться типовые части зданий, в результате комбинирования которых будут получаться однотипные здания различной конфигурации.
  16. 16. Для зданий средней этажности смонтированные модули образуют готовую несущую конструкцию (несущие модули). В более высоких строениях они могут опираться на независимый металлический подкаркас (ненесущие модули). Сами модульные элементы также могут изготавливаться либо полностью из ЛСТК, либо комбинировать в себе сварную основу и легкую обрешетку из ЛСТК. Системное производство модульных зданий из ЛСТК предполагает организацию конвейерной сборки. Для максимальной выгоды от применения объемных модулей в тесном сотрудничестве с заказчиком должны быть учтены все его требования, подробно продуманы все этапы жизненного цикла конструкции, параметры теплоизоляции, защиты от шума, огнезащиты, живучести, разводка и обслуживание коммуникаций, сопряжение элементов. Модульное домостроение предполагает очень высокую степень заводской готовности, в которой переделки и доработки должны быть исключены. Например, при проектировании модульных зданий следует учитывать правила перевозки грузов. При необходимости получить размеры помещений сверх транспортных габаритов используются объемные элементы, открытые с одной или нескольких сторон. Среди особенностей расчета конструкции следует выделить учет переходных состояний модулей при монтаже, а иногда и на этапах изготовления. Эти состояния, в основном, будут характеризоваться локальными нагрузками от строповки блоков. Основной экономический эффект от применения объемных модулей и панелей очевидно формируется в результате сокращения сроков строительства и минимизации объемов работ на строительной площадке. Далее приведены средние показатели сокращения общих сроков строительства и трудозатрат на строительной площадке при использовании панелей и модульных элементов на основе ЛСТК в сравнении с классическими строительными системами, которые приняты за базис в 100%.
  17. 17. Стеновые решения из стенового камня и блоков Панели на основе ЛСТК Модули на основе ЛСТК Общий срок строительства 100% 75% 40% С учетом погодных факторов и плотной городской застройки 100% 55% 20% Трудоемкость строительно- монтажных работ на площадке 100% 80% 25% Для объектов коммерческой недвижимости, примером которых служат отели и базы отдыха, раннее введение объекта в эксплуатацию пропорционально сократит срок окупаемости. Сокращение сроков может быть определяющим для заказчика с позиции привлечения заемных средств, ранней продажи помещений по полной стоимости и получения дополнительной выгоды, что должно определяться с привязкой к каждому конкретному случаю. Четкий график работ и высокая степень заводской готовности исключают превышение объектных смет. Объемные модули и панели представляют собой готовые решения несущих и ограждающих конструкций из ЛСТК для коммерческого и многоэтажного жилого строительства. Однако универсальность профилей ЛСТК дополнительно допускает их использование в качестве элементов технологии производства строительных работ. При производстве кладочных работ они могут выполнять функции направляющих элементов фахверка и перемычек. В качестве направляющих и перемычек они образуют «лотки» в размер стенового камня, значительно облегчают работу каменщиков и повышают качество. Ровные стены, как результат, облегчают дальнейшую отделку и повышают привлекательность для покупателей недвижимости. Ребристые перекрытия, используемые в монолитных каркасах при больших нагрузках либо пролетах более 8м затруднительны с точки производства работ. В общем случае для повторения формы ребер опалубкой требуются значительные объемы опалубочных работ и подрезки дорогостоящей фанеры. Альтернативно ребра перекрытия можно образовать несъемными элементами из тонкостенных профилей. Для высоких ребер высотой до 400 мм используются спаренные Z-профили, а для низких до 120мм – горизонтально уложенные С-профили. Плоская часть перекрытий при этом может формироваться как разборной опалубкой, так и несъемными элементами из профнастила.
  18. 18. Сборная несъемная опалубка данной конструкции также создает альтернативу наиболее высоким профнастилам, которые широко используются в составе перекрытий пониженной высоты и других сталежелезобетонных плит с шарнирным опиранием в створе балок. Применяемые в таких плитах настилы высотой более 160 мм ограниченно представлены в Украине импортными профилями, которые можно заменить представленной технологией. 2. Преимущества ЛСТК Сталь – универсальный, прочный и долговечный материал. ЛСТК же придает этому материалу уникальную форму, которая совмещает максимальную тонкостенность с высокой жесткостью. Элементы ЛСТК по меркам металлоконструкций в целом не всегда имеют высокую несущую способность, но это одновременно является и их преимуществом, когда при небольшом общем весе конструкции элементы могут размещаться с небольшим шагом, образовывая панели и блоки. Повышение несущей способности тонколистовых металлов за счет формы используется не только в строительстве. Наиболее характерный пример – это авиастроение, где важнейшим критерием является минимальный вес при максимальной несущей способности. Первыми самолетами с более жесткой благодаря гофрированию обшивкой в 1920х годах стали самолеты А. Н. Туполева и Х. Юнкерса. Профильная продукция из легких сплавов широко используется в этой отрасли и по сей день. В сфере строительных металлоконструкций оптимизация за счет «эффекта формы» создала целые классы легких систем, среди которых и ЛСТК. ЛСТК имеет ряд применений и преимуществ, изначально недоступных другим типам металлоконструкций. Применение в жилье, панельном домостроении, стеновых и объемно-блочных конструктивных схемах, а также в качестве заполнения каркасов делает основными конкурентами ЛСТК не другие типы стальных элементов, а деревянные каркасы, железобетонные и каменные конструкции.
  19. 19. Характеристика ЛСТК Деревянные каркасы Железобетонные и каменные конструкции Увеличение пролетов для свободных планировок Сокращение сроков и раннее начало возврата инвестиций Минимальные нагрузки на фундаменты либо существующие конструкции Минимальные расходы на транспорт Не требуют тяжелой грузоподъемной техники Не способствуют распространению огня Не подвержены воздействиями плесени и насекомых Повышенная коррозионная стойкость и долговечность Монтаж в любую погоду Монтаж в стесненных условиях Облегченная разводка инженерных сетей Машиностроительная точность элементов и поверхностей под отделку Минимальная отходность на строительной площадке Укрупнительная сборка в панели и блоки Возможность возведения зданий более 4-х этажей Снижение эксплуатационных расходов Легкость восстановления в случае локального повреждения, например, намокания
  20. 20. 3. Основные типы профилей Поскольку холодноформованные тонкостенные профили – термин обширный, то и форм профилей существует множество. Допустимые пределы и формы ограничены в основном применимостью норм проектирования и возможностями производственного оборудования. С точки зрения формы и расчетных методик основные тонкостенные профили в строительстве можно разделить на: - профили каркасных конструкций - настилы и панели Профили, используемые в каркасах, могут быть одиночными и спаренными.
  21. 21. Применение данной публикации для спаренных профилей аналогично любому другому сортаменту и подчиняется общим правилам сопротивления материалов, но с привязкой к различным напряженно-деформированным состояниям профиля (сжатие, изгиб и т. д.). На практике каркасная технология ЛСТК основана на 4-х основных типах профилей: U-профили, C- профили, Z-профили и Σ-профили. Профили типов U и С наиболее просты в изготовлении и являются базовыми для производителей ЛСТК. Основное предназначение Z-профилей – это системы кровельных прогонов, поэтому для них характерна асимметрия ширины полок, необходимая для возможности вкладывать один профиль в другой при неразрезных схемах укладки прогонов. Производителями часто предлагаются вариации базовых профилей, основанные на введении дополнительных промежуточных и краевых элементов жесткости. Популярная форма такой вариации – это Σ-профиль, который благодаря значительному повышению эффективности стенки сечения в сравнении с типами С и U вошел в стандартную линейку ряда производств. С производственной точки зрения размеры профилей, изготавливаемых на поточных линиях, находятся в диапазонах от 80 до 400 мм по высоте и от 40 до 120 мм по ширине полок. Листогибы дают более универсальный, но слишком трудоемкий для системного производства метод изготовления профилей. На листогибах ограничения чаще составляет предельная длина элемента, определяемая длиной оснастки, а размеры и форма сечения могут быть самыми разнообразными.
  22. 22. В современном производстве профилей ЛСТК стремятся упростить сборку готовой конструкции при помощи различных методов пробивки, перфорации, прессовки отдельных линейных элементов. Особенно для многоэлементного каркасно-щитового строительства характерно наличие стандартных узлов и соединений. Базовыми типами пробивки являются круглые и овальные отверстия под болтовые соединения, а к нестандартным могут относиться типовые пробивки, вырезы, пуклевки, сужение концов и т.д. Реже доступны вырезы и кромки индивидуальной формы. Особым типом пробивки является термоперфорация. Она образует целый подкласс «термопрофилей». Термопрофиль – тип холодноформованных тонкостенных профилей с несколькими рядами продольной просечки, которая, как правило, располагается в центральной зоне стенки наименее эффективной с точки зрения работы элемента под нагрузкой. Термоперфорация разрывает и зигзагообразно увеличивает путь теплообмена между внешней и внутренней поверхностями в конструкциях, выполняющих ограждающую функцию. Такой подход является одним из двух основных методов исключения термовключений в каркасах по технологии ЛСТК. Термоперфорирование обязательно должно учитываться при определении характеристик сечения исключением перфорированной зоны не только в эффективных сечениях, но и в сечении брутто. В эффективных сечениях это допускается выполнять наложением редуцирования от перфорации на редуцирование сжатых зон для рассматриваемого напряженно-деформированного состояния. В сжатых элементах термоперфорирование чаще всего попадает в исключаемый по критерию потери местной устойчивости участок стенки, однако в условиях изгиба часто приводит к дополнительному редуцированию сечения.
  23. 23. 4. Материалы и покрытия Согласно национальному ДСТУ-Н Б В.2.6-87:2009 в качестве материалов для тонкостенных стальных профилей следует использовать стали толщиной от 0,5 до 2,0 мм согласно ГОСТ 14918. Это накладывает ограничение на толщину профиля. Для основных несущих элементов он предписывает использовать стали классом прочности С345 согласно ГОСТ 19281, а для второстепенных элементов – тонколистовую оцинкованную сталь согласно ГОСТ 14918 групп ХП (для холодного профилирования) и ПК (под окраску) высшего либо первого класса по толщине цинкового покрытия (258-855г/м2 ) с нормальной разнотолщинностью НР, нормальной точности прокатки по толщине БТ, нормальной плоскостности ПН с обрезными краями О. Это соответствует сталям 08 и 08пс с пределом текучести не ниже 230Н/мм2 . Двустороннее цинковое покрытие должно наносится горячим способом в заводских условиях с подготовкой поверхности и иметь толщину не менее 20мкм с каждой стороны, что примерно эквивалентно суммарному весу двустороннего покрытия в минимально требуемые 258г/м2 . Относительное удлинение стали должно составлять не менее 10%. Более подробный и рекомендуемый к использованию Еврокод 3, Часть 1-3 (ДСТУ-Н Б EN 1993-1-3) регламентирует использование для ЛСТК сталей, предназначенных для холодной формовки, а при необходимости, сварки и нанесения цинковых покрытий. Тип стали Стандарт Класс fyb , Н/мм2 fu , Н/мм2 Горячекатаные изделия из конструкционных сталей без покрытий. Часть 2. Технические условия поставки нелегированных конструкционных сталей ДСТУ EN 10025: Часть 2 S 235 S 275 S 355 235 275 355 360 430 510 Горячекатаные изделия из конструкционных сталей. Часть 3. Технические условия поставки нормализированных и нормализированных при прокатке свариваемых мелкозернистых конструкционных сталей. ДСТУ EN 10025: Часть 3 S 275 N S 355 N S 420 N S 460 N S 275 NL S 355 NL S 420 NL S 460 NL 275 355 420 460 275 355 420 460 370 470 520 550 370 470 520 550 Горячекатаные изделия из конструкционных сталей. Часть 4. Технические условия поставки термоупрочненных при прокатке свариваемых мелкозернистых сталей. ДСТУ EN 10025: Часть 4 S 275 M S 355 M S 420 M S 460 M S 275 ML S 355 ML S 420 ML S 460 ML 275 355 420 460 275 355 420 460 360 450 500 530 360 450 500 530 Холоднокатаные листы из конструкционных сталей ДСТУ ISO 4997 CR 220 CR 250 CR 320 220 250 320 300 330 400 Листовая и полосовая углеродистая конструкционная сталь с непрерывным горячим покрытием цинком EN 10326 (действующий документ - ДСТУ EN 10346) S220GD+Z S250GD+Z S280GD+Z S320GD+Z S350GD+Z 220 250 280 320 350 300 330 360 390 420
  24. 24. Горячекатаная плоская продукция из высокопрочных сталей для холодной формовки. Часть 2: Условия поставки термомеханически обработанных при прокатке сталей. EN 10149: Часть 2 S 315 MC S 355 MC S 420 MC S 460 MC S 500 MC S 550 MC S 600 MC S 650 MC S 700 MC 315 355 420 460 500 550 600 650 700 390 430 480 520 550 600 650 700 750 EN 10149: Часть 3 S 260 NC S 315 NC S 355 NC S 420 NC 260 315 355 420 370 430 470 530 Холоднокатаная плоская продукция из высокопрочных низколегированных сталей для холодной формовки ДСТУ EN 10268 H240LA H280LA H320LA H360LA H400LA 240 280 320 360 400 340 370 400 430 460 Листовая и полосовая высокопрочная сталь для холодной формовки с горячим непрерывным цинковым покрытием EN 10292 (действующий документ - ДСТУ EN 10346) H260LAD H300LAD H340LAD H380LAD H420LAD 240 280 320) 360 400 340 370 400 430 460 Стальная полоса и лист с непрерывным горячим покрытием цинк-алюминием (ZA) EN 10326 (действующий документ - ДСТУ EN 10346) S220GD+ZA S250GD+ZA S280GD+ZA S320GD+ZA S350GD+ZA 220 250 280 320 350 300 330 360 390 420 Стальная полоса и лист с непрерывным горячим покрытием алюмоцинком (ZA) EN 10326 (действующий документ - ДСТУ EN 10346) S220GD+AZ S250GD+AZ S280GD+AZ S320GD+AZ S350GD+AZ 220 250 280 320 350 300 330 360 390 420 Листовая и полосовая высокопрочная сталь для холодной формовки с горячим непрерывным цинковым покрытием EN 10327 (действующий документ - ДСТУ EN 10346) DX51D+Z DX52D+Z DX53D+Z 140 140 140 270 270 270 Для последних сталей DX51D, DX52D, DX53D значения предела текучести и временного сопротивления указанным стандартом регламентируются в широком диапазоне. Данные стали являются аналогами группы ХШ (холодная штамповка) согласно ГОСТ 14918, который не регламентирует их прочностных характеристик. Для сталей DX51D, DX52D, DX53D согласно Еврокоду 3, Часть 1-3 (ДСТУ-Н Б EN 1993-1-3) могут быть приняты минимальные значения предела текучести и временного сопротивления, равные 140 Н/мм2 и 270 Н/мм2 соответственно. На практике основные материалы для профилей ЛСТК по европейским стандартам – это холоднокатаные стали с покрытиями согласно EN 10326. На данный момент EN 10326 был заменен EN 10346 (ДСТУ EN 10346), который объединил в себе также EN 10327, EN 10292 и ряд других стандартов. В него вошли не только строительные стали. Также существует практика горячего цинкования профилей без покрытий после прокатки. Технологически данный метод, как правило, ограничен толщинами более 2мм, поскольку тонкие профили деформируются под
  25. 25. действием температуры. Преимущество такого метода – исключение дефектов покрытия в результате прокатки и полное цинкование профилей, включая их обрезные кромки. Наиболее типовой материал для профилей ЛСТК – сталь S350GD+Z275, что означает: S (Structural Steel) – конструкционная сталь; 350 (350 Н/мм2 ) - характеристическое значение предела текучести; GD (Galvanized Dipped) – оцинковано погружением в расплав; Z275 (Zink 275 g/m2 ) – цинковое покрытие удельным весом 275 г/м2 (по 137,5 г/м2 со стороны) Характеристики пластичности согласно Еврокоду3 должны составлять не менее рекомендуемых значений: - / ≥ 1,10 - относительное удлинение при разрушении не менее 15% - предельная деформация ≥ 15 ∙ / Таким образом Еврокод 3 предъявляет более высокие требования к пластичности стали, в частности, к удлинению при разрушении, что является важным параметром обеспечения качества профилирования. Требования основного стандарта на материал ДСТУ EN 10346 для перечисленных сталей удовлетворяют этим пределам. Национальное приложение ДСТУ-Н Б EN 1993-1-3 допускает использование сталей согласно ДБН В.2.6-163:2010 «Стальные конструкции. Нормы проектирования, изготовления и монтажа», который с 1 января 2015 года в части проектирования заменен ДБН В.2.6-198:2014 «Стальные конструкции. Нормы проектирования». Таким образом, можно аргументировать использование сталей по ГОСТ 19281 и ряду других национальных стандартов при проектировании согласно Еврокоду. Металлизированные покрытия тонкостенных стальных профилей могут быть различными и по составу, и по толщине: - цинковые удельным весом от 100 до 600 г/м2 (от Z100 до Z600); - цинк-железо от 100 до 120 г/м2 (от ZF100 до ZF120); - цинк-алюминий от 95 до 300 г/м2 (от ZА095 до ZА300); - алюмоцинк от 100 до 185 г/м2 (от АZ100 до АZ185); - алюмосиликат от 60 до 150 г/м2 (от АZ060 до АZ185); Стандартным и наиболее доступным к заказу покрытием для элементов строительных конструкций является цинк удельным весом 275 г/м2 (Z275). Еще одним популярным, но уже в зарубежной практике, покрытием профилей ЛСТК является алюмоцинк AZ150-AZ185.
  26. 26. Заказчики часто поднимают вопрос о долговечности каркасов из ЛСТК. В качестве примеров можно привести первые известные объекты, которые причисляют к тонкостенным холодноформованным профилям. Долговечность таких объектов, как «дома Аберкромби», смонтированных Эндрю Аберкромби в 1853 г. в Мельбурне, подтверждена более чем 150-летней историей. Для эффективной защиты металла от коррозии следует соблюдать два основных принципа: - устранить непосредственный контакт с источником коррозии; - создать условия для отсрочки корродирования основного металла. Цинковые и аналогичные покрытия реализуют оба указанных механизма. Такое металлизированное покрытие создает слой, препятствующий прямому контакту основного металла с агрессивной средой, и образует с ним электрохимическую пару, в которой покрытие выступает анодом (анодным покрытием). Анодный металл покрытия корродирует первым, не давая разрушаться металлу основы. Разрушение цинкового покрытия измеряется в единицах потери толщины и удельного веса. ISO 12944-2 «Лаки и краски. Защита коррозии стальных конструкций системами защитных покрытий. Часть 2. Классификация условий окружающей среды», на который ссылается Часть 1-3 Еврокода 3, приводит следующие значения результатов воздействия атмосферы, допустимые к использованию при аргументации долговечности конструкции. Категория агрессивности среды Потеря массы либо толщины за год воздействия Описание типичной среды в умеренном климате Низкоуглеродистая сталь Цинк Внешняя Внутренняя Потеря массы, г/м2 Потеря толщины, мкм Потеря массы, г/м2 Потеря толщины, мкм С1 очень низкая менее 10 менее 1,3 менее 0,7 менее 0,1 - Отапливаемые здания без загрязнений атмосферы С2 низкая от 10 до 200 от 1,3 до 25 от 0,7 до 5 от 0,1 до 0,7 Атмосфера с низким уровнем загрязнения. Главным образом сельская местность. Неотапливаемые помещения с возможной конденсацией влаги, например, склады либо спортивные залы С3 умеренная от 200 до 400 от 25 до 50 от 5 до 15 от 0,7 до 2,1 Атмосфера в городах и Производства с высокой влажностью
  27. 27. промышленных районах с умеренным содержанием двуокиси серы. Прибрежные районы с низким содержанием солей в атмосфере. и невысокими уровнями загрязнения воздуха (объекты пищевой промышленности, прачечные, пивоварни, комплексы для крупного рогатого скота) С4 высокая от 400 до 650 от 50 до 80 от 15 до 30 от 2,1 до 4,2 Промышленные и прибрежные районы с умеренным содержанием солей в атмосфере Химические производства, плавательные бассейны, прибрежные судостроительные верфи С5-1 очень высокая (промышленная) от 650 до 1500 от 80 до 200 от 30 до 60 от 4,2 до 8,4 Промышленные и прибрежные районы с высокой влажностью и агрессивной атмосферой Здания либо участки с почти постоянным образованием конденсата и высокой степенью загрязнения атмосферы С5-М очень высокая (морская) от 650 до 1500 от 80 до 200 от 30 до 60 от 4,2 до 8,4 Прибрежные районы суши и участки моря с высоким содержанием солей в атмосфере Здания либо участки с почти постоянным образованием конденсата и высокой степенью загрязнения атмосферы Значения таблицы подтверждаются испытаниями и мониторингом существующих объектов. Для примера, отчет Европейской экономической комиссии ООН в рамках программы сотрудничества по изучению воздействий на материалы показал для образцов на открытом воздухе уровни потери цинкового покрытия, указанные ниже. Результаты в большинстве европейских стран показали потери цинка в пределах от 1.0 до 1,5 мкм/год. В некоторых более загрязненных районах значения достигали 2 мкм/год. Страна Потеря массы либо толщины за год воздействия Потеря массы, г/м2 Потеря толщины, мкм Германия 8,6 1,2 Великобритания 8,3 1,2 Финляндия 7,0 1,0 Нидерланды 9,9 1,3 Норвегия 10,6 1,4 Россия 7,5 1,1 Испания 6,0 0,8 Чехия/Словакия 8,7 1,2 Швеция 5,2 0,7 В среднем по Европе 7,9 1,1
  28. 28. Сроком службы покрытия считается период до момента необходимости первых работ по его восстановлению. Конструкции ЛСТК часто закрыты и недоступны для осмотра. В качестве исключительно рекомендуемых значений за предел допускается принять 50% разрушения покрытия для недоступных инспекции элементов и 80% – для открыты к обзору оцинкованных тонкостенных профилей. Для распространенных применений ЛСТК при условии обеспечения заданных условий среды можно привести следующие оценочные значения долговечности: Применение Условия среды Срок службы/тип покрытия Стены и перекрытия внутри отапливаемых зданий Исключена возможность попадания и конденсации влаги >200 лет для Z275 Покрытия отапливаемых зданий Низкая возможность конденсации влаги 100 лет для Z275 Покрытия неотапливаемых зданий Умеренная возможность конденсации влаги 60 лет для Z275 Стеновые и кровельные прогоны с металлической обшивкой Низкая возможность конденсации влаги; незначительная степень загрязнения 60 лет для Z275 Внутренние стеновые панели многоэтажных зданий Панели внутри отапливаемых помещений без возможности попадания влаги 100 лет для Z275 5. Нормативная база, регулирующая проектирование ЛСТК в Украине С 1 июля 2014 года согласно Постановлению Кабинета Министров Украины №547 от 23.05.2011 и ДБН А.1.1-94:2010, утвержденному приказом Минрегиона №523 от 16.12.2010, в Украине действует две ветки нормативно-технической документации, регламентирующей проектирование строительных конструкций: - основанная на национальных технологических традициях; - гармонизированная с нормативными документами Европейского Союза (Еврокоды). На протяжении переходного периода две ветки нормативной документации действуют параллельно, но раздельно. В одном проекте не допускается одновременное использование документов из различных нормативных баз, если это не оговорено в национальном приложении к гармонизированному документу. Применение Еврокодов ограничено 1-4 категориями сложности объектов, что, скорее всего, не наложит ограничений на проекты с применением ЛСТК. С 1 января 2015 года основным документом для проектирования стальных конструкций нормативной базы, основанной на национальных технологических традициях, является ДБН В.2.6- 198:2014 «Стальные конструкции. Нормы проектирования», который в части конструкций из тонкостенных холодногнутых профилей ссылается на методику ДСТУ-Н Б В.2.6-87 «Руководство по проектированию конструкций зданий с применением стальных тонкостенных профилей».
  29. 29. Недостатком данного руководства является ряд ограничений: - фактическая привязка к конкретному сортаменту профилей высотой до 200мм и толщинами до 2мм; - отсутствие методики расчета характеристик индивидуальных сечений с учетом особенностей работы под нагрузкой; - использование в неагрессивных и слабоагрессивных средах; - зданиями без динамических нагрузок; - зданиями при сейсмичности площадки не более 7 баллов. Как результат расчеты ЛСТК рекомендуется выполнять согласно Еврокодам, которые не имеют столь жестких ограничений и применяются странами Европы и ближнего зарубежья. Еврокоды – типовые документы, целью которых является устранение барьеров для обмена товарами и услугами строительных рынков ряда стран. Применение (имплементация) Еврокодов в качестве национальных стандартов конкретного государства возможна только после приведения их в соответствие региональным особенностям. Для этого в состав документа вводится национальное приложение. Национальное приложение к части Еврокода – составляющая часть гармонизированного документа, определяющая параметры, открытые для выбора на национальном уровне, которые следует применять при проектировании зданий и сооружений в конкретной стране.
  30. 30. Основу проектирования согласно гармонизированным европейским документам составляют 58 частей Еврокодов, получивших в Украине маркировку «ДСТУ-Н Б EN». В структуре 58 частей Еврокодов базовым документом для проектирования тонкостенных холодноформованных профилей служит Часть 1-3 Еврокода 3 (ДСТУ-Н Б EN1993-1-3) «Проектирование стальных конструкций. Дополнительные правила для холодноформованных элементов и профилированных листов». В документе приводятся расчетные методики, соответствующие индивидуальным элементам каркасов из ЛСТК, профилированным настилам и профилям внутренних стеновых кассет. Основные ограничения ДСТУ-Н Б EN1993-1-3 связаны с геометрией профилей: - толщины для профилированных листов и элементов от 0,45 до 15 мм для соединений от 0,45 до 4 мм - соотношения размеров профилей b/t ≤ 50 b/t ≤ 60 c/t ≤ 50 b/t ≤ 90 c/t ≤ 60 d/t ≤ 50 b/t ≤ 500 45 ≤  ≤ 90 h/t ≤ 500 sin 
  31. 31. - размеры отгибов 0.2 ≤ / ≤ 0.6 0.1 ≤ / ≤ 0.3 - внутренние радиусы изгиба ≤ 0,04 / - не рассматривает замкнутые профили, трубы и сложные составные сечения. Проектирование согласно Еврокодам позволяет повысить привлекательность решения для заказчика за счет более точных методик расчета, возможности применить все современные технологии металлостроения и экономии на огнезащите. 6. Нормативная база, регулирующая изготовление и монтаж ЛСТК в Украине С 1 июля 2015 года вступили в силу ДСТУ Б В.2.6-199:2014 и ДСТУ Б В.2.6-200:2014, регламентирующие, соответственно, изготовление и монтаж стальных конструкций. ДСТУ-Н Б В.2.6-87 «Руководство по проектированию конструкций зданий с применением стальных тонкостенных профилей» ссылается на стандарты на сталь, распространяющиеся на гнутые профили согласно стандартам: ГОСТ 8278, ГОСТ 8281, ГОСТ 8282, ГОСТ 8283, ГОСТ 9234, ГОСТ 10551, ГОСТ 13229, ГОСТ 14635, ГОСТ 19771, ГОСТ 19772, ГОСТ 25577. Требования к профилированным настилам приводятся в ДСТУ Б В.2.6-9:2008 «Профили стальные гнутые с трапециевидными гофрами для строительства. Технические условия» 58 частей Еврокодов регламентируют проектирование и ссылаются на множество стандартов Европейского союза (EN) на изделия, материалы и процессы. В частности, Еврокод 3 ссылается на порядка 500 подобных стандартов, из которых не все гармонизированы в Украине. Изменение №1 ДБН А.1.1-94:2010 указывает на то, что в случае, когда в ДСТУ-Н Б EN имеется ссылка на стандарт, который не принят в Украине в качестве национального, проектировщик может: - воспользоваться оригиналом; - при наличии достаточного обоснования использовать аналогичный национальный стандарт. ДБН В.2.6-198:2014 «Стальные конструкции. Нормы проектирования» ДСТУ-Н Б В.2.6-87 «Руководство по проектированию конструкций зданий с применением стальных тонкостенных профилей» ДСТУ Б В.2.6-199:2014 «Конструкции стальные строительные. Требования к изготовлению» ДСТУ Б В.2.6-200:2014 «Конструкции стальные строительные. Требования к монтажу» ГОСТ 8278, ГОСТ 8281, ГОСТ 8282, ГОСТ 8283, ГОСТ 9234, ГОСТ 10551, ГОСТ 13229, ГОСТ 14635, ГОСТ 19771, ГОСТ 19772, ГОСТ 25577
  32. 32. Достаточным обоснованием применения национального аналога может быть соответствующая ссылка в национальном приложении ДСТУ-Н Б EN. Аналогами национальных ДСТУ Б В.2.6-199:2014 и ДСТУ Б В.2.6-200:2014 при проектировании согласно Еврокодам являются ссылочные стандарты ДСТУ Б EN 1090-1:2014 и ДСТУ Б EN 1090- 2:2014, которые приводят основные положения для изготовления и монтажа всех типов строительных металлоконструкций. ДСТУ Б EN 1090-1:2014 содержит, главным образом, требования к организации производственного процесса, контроля качества и сертификации с получением СЕ-маркировки. Практические требования и допуски сведены во вторую часть стандарта ДСТУ Б EN 1090-2:2014. Допуски и другие требования к качеству изготовления профилей, используемых в каркасной технологии ЛСТК, в документе представлены ограниченно элементами, которые производятся на листогибах. Поскольку на практике системное производство ЛСТК выполняется на профилепрокатных (профилегибочных) линиях, то и требования качества должны согласовываться с методом производства. Для катанных профилей ДСТУ Б EN 1090-2:2014 предписывает использовать более жесткие из требований ДСТУ Б EN 1090-2:2014 и EN 10162 «Холоднокатаные стальные сечения. Технические условия поставки. Допуски на элементы и сечения». Таким образом, эти два стандарта становятся определяющими европейскими документами для производства и монтажа каркасов из ЛСТК. Для стальных самонесущих (несущих) профилированных настилов и внутренних стеновых кассет требования определяют документы: ДСТУ Б EN 1090-2:2014, ДСТУ Б EN 14782 «Листы металлические самонесущие для кровли, внешней обшивки и внутренней облицовки. Требования и технические условия на продукцию», ДСТУ Б EN 508-1 «Изделия кровельные металлические листовые. Требования к самонесущим изделиям из стальных алюминиевых листов либо листов из нержавеющей стали. Часть 1. Сталь». Еврокод 3 «Проектирование стальных конструкций» ДСТУ Б EN 1090-1:2014 «Исполнение стальных и алюминиевых конструкций. Часть 1: требования к оценке соответствия компонентов конструкций» EN 10162 «Холоднокатаные стальные сечения. Технические условия поставки. Допуски на элементы и сечения» ДСТУ Б EN 1090-2:2014 «Исполнение стальных и алюминиевых конструкций. Часть 2: Технические требования к стальным конструкциям»
  33. 33. 7. Особенности проектирования ЛСТК Проектирование ЛСТК имеет свои особенности и при расчете, и при конструировании. Главная специфика расчета ЛСТК заключается в особенностях работы тонкостенных профилей под нагрузкой. При испытании таких профилей было доказано, что локальные отказы сечения (местная потеря устойчивости) не определяют предельное состояние элемента, но происходит перераспределение напряжений характерное пластинам. Наиболее распространенной методикой учета различных этапов в работе профиля стало редуцирование сечения (определение эффективного сечения). Такой подход определил две формы потери устойчивости, которые считаются допустимыми в профиле ЛСТК: местная потеря устойчивости (local buckling) и потеря устойчивости формы сечения (distortional buckling). При местной потере устойчивости происходит деформация плоских участков сжатых частей сечения. Для ее учета была принята упрощенная модель, когда считается, что сечение состоит из отдельных пластин с жестким закреплением в углах. Потеря устойчивости каждой сжатой пластины рассматривается отдельно и учитывается условным исключением наименее эффективного ее участка.
  34. 34. При потере устойчивости формы сечения краевые (отгибы) и промежуточные (ребра) элементы жесткости профиля начинают отклоняться от прямолинейной геометрии. Профиль уже не рассматривается как закрепленный в местах изгиба. Модель потери устойчивости сжатых частей основана на допущении, что элементы жесткости работают как сжатые стержни с непрерывным закреплением упруго-податливыми связями (пружинами), жесткость (К) которых зависит от граничных условий и изгибной жесткости смежных плоских участков сечения. Суммарно каждая из сжатых частей сечения тонкостенного профиля получает общую расчетную схему, которая заменяет фактические аспекты условными составляющими модели. Тип элемента Схема Тип элемента Схема В зависимости от характера работы в составе конструкции элементы могут быть растянутыми, сжатыми, изогнутыми и сжато-изогнутыми. Подвержены потере устойчивости и редуцируются согласно рассмотренной методике моделирования сечений ЛСТК только полностью либо частично сжатые участки профиля. В сумме это приводит к различным расчетным сечениям одного и того же профиля в зависимости от внутренних усилий.
  35. 35. Во многих случаях, особенно касающихся каркасно-щитового строительства и реконструкции, второй трудностью при проектировании ЛСТК становится многоэлементность каркасов. Для таких случаев расчет и конструирование стандартными инструментами становятся затруднительными. Значительный скачок трудоемкости проектирования в этих сегментах требует использования специализированного программного обеспечения. При правильном подборе программ расчета и конструирования эта рекомендация является общей для всех областей применения ЛСТК. Другие инструменты облегчения работы инженера – это практические пособия и справочные материалы. С этой целью ведется постоянное расширение серии публикаций по тематике ЛСТК. Более сложная методика расчета тонкостенных холодноформованных профилей требует нестандартного расширенного набора геометрических характеристик в зависимости от характера работы элемента. Основные напряженно-деформированные состояния – это сжатие и изгиб. В приведенном далее сортаменте используются характеристики относительно центральных ортогональных осей y-y и z-z для профилей хотя бы с одной осью симметрии (U-профили, С- профили, Σ-профили). Для ассиметричных профилей, таких как Z-профили, используются главные центральные оси, которые в данном случае имеют значительный поворот. Система осей сечений приводится на эскизах сечений в сортаменте. Исключения составляют координаты центров тяжести, которые отсчитываются от начальных осей, указанных на эскизах, и координаты центра изгиба сечения брутто, которые отсчитываются от центра тяжести сечения брутто. Характеристики основаны на следующих расчетных предпосылках: 1. Расчет эффективных характеристик соответствует методике Еврокода 3, Часть 1-3 (ДСТУ-Н Б EN1993-1-3);

×