Использование тонкостенного холодногнутого оцинкованного профиля при реконструкции зданий

В последние годы в нашей стране сформировалась новая отрасль строительной индустрии - производство гнутых профилей из оцинкованной стали. Область применения этих профилей включает легкие несущие и ограждающие конструкции зданий и сооружений различного назначения. Особенно эффективно использование конструкций из оцинкованных гнутых профилей при реконструкции зданий путем создания вентилируемых фасадов и замене плоских рулонных кровель на металлические с герметичными стыками.

В случае применения стеновых панелей первоначально к металлическим колоннам каркаса прикрепляют ригели фахверка с последующим прикреплением к ним с помощью самосверлящихся шурупов стеновых панелей (рис.3.43, а).

Рис.3.44. Узлы крепления стеновых панелей к ригелям фахверка (а) и цоколю здания (б)

К цоколю здания стеновые панели крепят также с помощью самосверлящихся шурупов, которые завинчиваются в цокольный ригель (рис.3.43, б). Для отвода воды к стеновой панели прикрепляют слив из оцинкованной стали.

В углах здания стеновые панели могут устанавливаться в притык к друг другу, перекрывая боковой поверхностью панели торец смежной панели (рис.3.44, б), или только касаясь ребрами друг друга (рис.3.44, а). Во втором случае для заполнения угла устанавливают термовкладыш, который закрывают нащельником.

а) б)

Рис.3.44. Узлы стыковки панелей по углу здания

Для установки оконного проема в сэндвич-панели вырезается соответствующее размеру окна отверстие и устанавливаются два горизонтальных ригеля - надаконнный и подоконный, к которым осуществляется крепление оконного заполнения. Узлы обрамления оконного проема приведены на рис. 3.45

Рис. 3.45. Узлы обрамления оконного проема

При полистовой сборке наружные стены включают перфорированные профили толщиной 0,7-1,5 мм, которые в виде стоек каркаса располагают с шагом 600 мм, что позволяет применять для изоляции минераловатные плиты одинаковой ширины для обеспечения их плотного примыкания к стойкам. Промежутки между стойками заполняют эффективным негорючим утеплителем (минераловатные базальтовые или стекловолокнистые плиты). Плиты теплоизоляции целесообразно устанавливать в два и более слоя, что упрощает заводку плит и обеспечивает возможность перевязки слоев.

С внутренней стороны плит устраивается пароизоляция из пленки типа «Ютафол» или «Изоспан В», а с наружной стороны - паровоздушной пленки типа «Тайвек». Толщина стен колеблется от 150 до 250 мм при приведенном сопротивлении теплопередаче от 3,2 до 5,1 м^{2 0}С/Вт.

Внутренняя обшивка стены может выполняться из любого листового материала ГКЛ, ГВЛ, ДСП, ДВП, фанера и т.д.).

В настоящее время разработан универсальный листовой материал СМЛ) на основе стружки, хлорида магния и стекловолокна. Имеет прекрасные противопожарные свойства, является абсолютно негорючим материалом (класс горючести - НГ). Лист толщиной 8 мм выдерживает открытый огонь (до 3000^оС) на протяжении 3-х часов без изменения свойств и без выделения токсичных веществ. Листы СМЛ обладают высокой степенью водонепроницаемости, что предупреждает разбухание материала под длительным воздействием воды. Благодаря армирующей стеклотканной сетке листы СМЛ могу гнуться с радиусом кривизны от 25 см до 3 м, что позволяет применять его в криволинейных поверхностях. Срок использования составляет до 50 лет.

Последним выполняется защитно-декоративный слой стены. Облицовочным материалом может быть любой отделочный фасадный материал (профнастил, сайдинг, декоративные штукатурные смеси, декоративный камень или любой другой современный материал, соответствующий типу здания.

При перепланировке помещений используются перегородки, выполненные на основе каркаса из тонкостенного профиля С 92х1,5. Каркас перегородок подобен каркасу наружных стен, состоящий из стоек с шагом 600 мм, объединенных снизу и сверху обвязочными балками. Посредине высоты стойки раскрепляют распорками. Между стойками для звукоизоляции укладываются минераловатные плиты или другой звукоизоляционный материал. С обеих сторон каркас обшивается листами гипсокартона (ГКЛ), по которым выполняется внутренняя отделка.

Междуэтажные перекрытиятакже как стены могут собираться поэлементно непосредственно на строительной площадке или предварительно изготавливаться в виде панелей той или иной степени готовности, а затем монтироваться с последующей доделкой. Поэлементная схема при реконструкции является более универсальной и применимой в любых условиях.

Вкачестве балок междуэтажных перекрытий используют одиночные или спаренные профили С-образного сечения толщиной 1,5-2 мм и высотой 150-300 мм, соединенных с колоннами на болтах. По балкам укладывается профилированный стальной настил, который служит основанием под полы, обеспечивает устойчивость верхних поясов балок из плоскости и выполняет функцию диафрагмы жесткости, заменяющий горизонтальные связи. Листы профнастила должны быть оцинкованными или иметь другое антикоррозионное покрытие. По профнастилу укладывается бетонная стяжка из бетона не ниже класса В15. Профнастил, после набора прочности бетоном заданной прочности, используется в качестве внешней арматуры. Длину пролета плиты устанавливают в пределах 1,5-3,0 м. Допускаются большие пролеты при устройстве временных опор на период бетонирования и набора прочности. Стыки листов профнастила по длине следует выполнять на прогонах впритык, без нахлестки. По ширине листы стыкуются путем нахлестки боковых граней. Для общего или местного усиления монолитного перекрытия выполняется установка дополнительной арматуры в виде отдельных стержней, каркасов и сеток. Толщину бетонной плиты монолитного перекрытия определяют расчетом по прочности и по деформациям, а также исходя из ехнико-экономических соображений. Она должна быть не менее 50 мм. Для увеличения звукоизоляционных свойств перекрытия под профнастил укладывается подложка из изолона.

В случае устройства в монолитном перекрытии отверстия поперек настила, размер которого не превышает 500 мм, требуется усиление монолитного перекрытия путем установки в примыкающих к отверстию гофрах профнастила арматуры в виде продольных стержней, заводя их за оси прогонов, а также в виде поперечных стержней, окамляющих отверстие, заводя их за пределы на 2-3 гофра с каждой стороны.

Если размер отверстия поперек гофр настила превышает 500 мм, то в конструкции монолитного перекрытия по контуру отверстия должны предусматриваться дополнительные элементы усиления в виде балочной клетки, передающие нагрузку с ослабленного отверстием участка на прогоны.

Монолитное перекрытие по профнастилу имеет ряд преимуществ, которые обеспечивают ему широкое применение среди других монолитных перекрытий:

- возможность использования в широком диапазоне нагрузок при нестандартных шагах и пролетах

- снижение трудоемкости работ;

- уменьшение конструктивной высоты и массы перекрытия;

- сокращение сроков и себестоимости бетонных работ за счет исключения опалубочных работ;

- достаточно высокая огнестойкость до 60 минут без применения дополнительных средств защиты бетонного перекрытия от огня;

Для повышения звукоизоляции монолитного перекрытия книжней поверхности перекрытия крепится подвесной потолок, состоящий из металлической обрешетки с шагом 300 мм и 2-х слоев гипсокартонных листов. Между листами нижней обшивки и каркасом в качестве пароизоляции укладывается пленка «Изоспан В» с нахлестом полотнищ на 100 мм. Затем в плоскость каркаса перекрытия укладывается тепло-, звукоизоляция из минераловатных матов.

В качестве стоек внутреннего каркаса используются швеллеро-образные профили высотой сечения 254 мм из тонколистовой полосы толщиной 1,5-2 мм с пределом текучести 245 МПа.

Балки перекрытий крепят непосредственно к стойкам стенового каркаса самосверлящими винтами диаметром 6,3 мм.

Несущие конструкции покрытия, состоящие из стропильных ферм и балок, изготавливаются также из оцинкованных гнутых профилей. Стропильные системы пролетом от 6 до 15 м представлены в виде:

- одно- и двухскатных треугольных ферм;

- ферм с параллельными поясами;

- двухскатных балок с затяжками.

Элементы стропильных ферм и балок выполняются из гнутых профилей швеллерного, С-образного и Z-образного сечения. Пояса ферм выполняют, как правило, из двойных профилей, а элементы решетки - из одиночных и спаренных профилей C-образного сечения.

Помимо стропильных конструкций из стальных холодногнутых профилей изготавливают бескаркасные арочные покрытия пролетом 12-24 м. Арочные покрытия могут выполняться непосредственно на строительной площадке из рулонной оцинкованной стали толщиной 0,8-1,2 мм с помощью двух передвижных профилегибочных машин. Одна машина формирует прямолинейный профиль П-образного сечения высотой 300 мм и полкой шириной 110 мм, другая вальцует его по заданному радиусу (не менее 2 м). Длина готового профиля практически не лимитирована и для арочного покрытия как правило соответствует длине дуги его поперечного сечения, что позволяет перекрывать пролет здания без поперечных стыков.

Особенно эффективно использовать тонкостенные гнутые профили для изготовления комбинированного каркаса производственных зданий, дополнительного утепления наружных стен и покрытий.

Комбинированный каркас это - сочетание конструкций из «черного» прокатного профиля и конструкций из тонкостенных холодногнутых профилей (рис.3.45).

В этом случае «черный» каркас выполняет функцию восприятия нагрузок, а стальной каркас из тонкостенных холодногнутых профилей образует каркасы самонесущих стен, перекрытий и покрытий. Конструкции комбинированного каркаса могут применяться для любых производственных, бытовых, административных, складских и пр. зданий (в том числе и с крановыми нагрузками) при строительстве в районах с различными ветровыми и снеговыми нагрузками.

Рис.3.45. Узел крепления «черного» прокатного профиля и конструкций из тонкостенных холодногнутых профилей

В последние годы при реконструкции кровли используют металлическую фальцевую кровлю, обеспечивающую полную надежность и герметичность рулонной кровли. Различают фальцевые соединения лежачие и стоячие, одинарные и двойные. Боковые длинные края полос стали, идущие вдоль ската фальцевой кровли, соединяют стоячими фальцами, а горизонтальные- лежачими.

Двойной стоячий фальц - это вертикальный шов с двумя загибами, поднятый над поверхностью кровли, а одинарный лежачий фальц - это горизонтальный шов с двойным загибом. Оба фальца при наличии даже минимального водостока полностью исключают протечки. Кроме того крепление кровельных картин осуществляется с помощью кляммер, которые скрыты под швом и не требуют отверстий в самой кровле.

Изготовление панель-картин фальцевой кровли выполняют непосредственно на стройплощадке с применением мобильного кровельного оборудования.

Кровельные карты производят из рулонного металла, в качестве которого могут использоваться оцинкованная сталь с полимерным покрытием, медь, алюминий, алюцинк, цинк-титан и другие сплавы металлов, которые могут иметь любую длину, что позволяет полностью избавиться от поперечных швов (единая панель-карта на весь скат). В случае большой длины ската используются плавающие кляммеры, позволяющие учитывать температурные деформации металла.

Реконструкция покрытия включает замену рулонной кровли на металлическую. Монтаж металлической кровли производится без нарушения существующего рулонного ковра за исключением мест установки несущих стоек кровли. Стойки выполняют из одиночных или спаренных гнутых профилей С-образного сечения высотой 100-150 мм и устанавливают с шагом 2,5-3,0 м. Базы стоек изготавливают из прокатных уголков, которые крепятся к бетонному слою или плитам покрытия с помощью анкерных болтов длиной 150-200 мм.

Высоту стоек принимают в зависимости от требуемой толщины дополнительного слоя утеплителя и зазора 30-50 мм, предусмотренного для естественной вентиляции пространства между кровлей и поверхностью утеплителя.

По стойкам крепят тетивы из спаренных гнутых профилей щвеллерного сечения высотой 100 мм из стали толщиной 0,8-1,0 мм, которые располагают вдоль ската кровли с шагом 1,0-1,5 м.

По тетивам крепят элементы обрешетки из гнутых профилей П-образного сечения высотой 40 мм с шагом 300-500 мм, кроме участков шириной 1,0 м по периметру кровли, где шаг снижают до 250 мм, так как на этих участках расчетная нагрузка от ветрового отсоса удваивается в соответствии с нормами.

Для изготовления кровли используют листовые гнутые профили кассетного типа из оцинкованной рулонной стали толщиной 0,55-0,6 мм с лакокрасочным покрытием наружной поверхности и грунтовкой на внутренней. Листовые профили укладывают на обрешетку из гнутых профилей и крепят с помощью кляммер из оцинкованной стали (рис.3.46).

Рис.3.46. Устройство кровли из оцинкованного листа (а) и крепление кровельных карт с помощью кляммера (б)

Кровельные листы соединяют между собой по продольным краям с помощью фальцегибочной машинки, образующей двойной фальц в стыке, одновременно закрепляя в нем кляммеры (рис.3.46, б).

. Такой стык обеспечивает полную водонепроницаемость соединения листов без герметизирующего материала при уклоне кровли не менее 7%. При меньших уклонах в продольные стыки листов вводят герметик в виде пасты или мастики.

При значительной длине ската кровли (более 12 м) для исключения поперечных стыков листов кровельные картины изготавливают непосредственно на строительной площадке, их длина принимается не менее длины ската.

В строительной практике известны примеры, когда длина скатов кровли, выполненной по этой технологии, достигала без поперечных стыков 108 м.

Главное, что отличает кровлю, выполненную из металла - ее долговечность, которая для кровли из меди составляет более 100 лет, из алюминия и его сплавов - не менее 80 лет и из оцинкованной стали с полимерным покрытием - не менее 50 лет.