Процесс строительства и особенности каркасных домов из металла

Фундамент для дома из металлопрофиля

Конструктивный тип фундамента под дом из ЛСТК должен приниматься по местным условиям геологического состава, глубины зимнего промерзания грунта. Фундамент под металлический каркасный дом не усиливают, часто возводят самостоятельно. Вес квадратного метра каркаса 30-45 кг, квадратного метра готовой панели около 70 кг.

Оптимальны следующие конструктивные решения фундамента:

• ленточный монолитный. Железобетонная лента заливается по периметру, под внутренние несущие стены здания;
• столбчатый. Нагрузку воспринимают равномерно распределённые столбы, соединенные между собой по верхам балкой;
• свайный буронабивной. Дом опирается на замоноличенные в пробуренных отверстиях сваи, также обвязанные по выступающим оголовкам;
• свайный винтовой. Металические сваи вкручиваются в грунт, обвариваются по периметру металлической балкой;
• плитный монолитный фундамент. Котлован отрывается под всей площадью здания, на песчаной подушке заливается единая армированная плита.

Самый затратный и трудоёмкий из перечисленных конструкций – плитный. При общей экономичности проекта здания из ЛСТК, плитный фундамент возводится только на сложных подвижных, торфяных почвах, где по данным условиям другая конструкция невозможна.

Ленточный фундамент наиболее привычный для индивидуального строительства, сочетается с устройством подвалов, цокольных этажей.

Разработка грунта траншеей физически легче для самостоятельного строительства, чем бурение отверстий.

По низу траншеи выстилается, уплотняется песчаная подушка, устанавливается опалубка и арматурный каркас.

За один раз опалубка бетонируется. Бетонная смесь выдерживается до отвердения.

Советуем почитать: Как правильно вырыть котлован и траншею под фундамент частного дома

Для установки винтовых свай требуется строительная техника, но это единственный способ, эффективный в зимний период. Вдавливанием и вкручиванием металлическая свая, покрытая защитной от коррозии окраской, заглубляется до расчётной точки.

Выбор свайного или столбчатого фундамента исключает использование пространства под домом для подвалов, погребов, цокольных этажей.

Этапы строительства каркасного дома. Фундамент

Легкая конструкция металлического каркаса и небольшой вес дома позволяют сделать фундамент.

Для таких домов делают неглубокие заглубленные фундаменты. Выполнение фундаментов и вид их возведения во многом зависит от типа основания. Перед закладкой фундамента необходимо изучить все показатели грунта в разное время года.

Фундамент может быть ленточным, столбчатым или на винтовых сваях. Благодаря ленточному фундаменту он узкий и не подвергается высоким нагрузкам со стороны легкого стального каркаса. Он выполнен в виде прочной горизонтальной рамы, которая позволяет распределять нагрузку в случае деформации фундамента, вызванной неустойчивым и слабым грунтом.

Для фундамента столбчатого типа каркас изготавливается из балок, жестко соединенных между собой специальными опорами. Для выполнения работ используется железобетон, силикатный кирпич или монолитные блоки. Фундаменты мелкого заложения значительно сокращают расход строительных материалов и трудозатраты, что приводит к удешевлению фундамента.

Строительство каркаса

Фундамент любого дома – это набор обязательных элементов и деталей, которые во многом влияют на безопасность и надежность дома, а также на продолжительность его использования.

Эти элементы могут включать:

1. горизонтальные рамки;
2. колонны;
3. фермы;
4. вертикальные колонны;
5. сварные балки;
6. прогоны для крепления стеновых панелей к металлическому каркасу.

Для большей жесткости и устойчивости каркасного дома в вертикальном, горизонтальном и продольном направлениях необходимо соблюдать пространственную геометрию. Этого можно добиться за счет правильного взаимодействия основных узлов и деталей.

Для начала необходимо рассчитать проект каркасного дома с помощью компьютерных программ (например, 3d max). И уже на трехмерной модели создаются все необходимые детали и конструктивные элементы, которые затем производятся на производственных предприятиях.

В этих расчетах все конструктивные элементы и компоненты будут иметь высокую степень точности. На каждом из изделий нанесена маркировка, что значительно ускорит процесс установки и сборки.

Для сборки используется специальная отверточная техника. Комплект деталей и элементов конструкции доставляется на строительную площадку в разобранном состоянии и собирается на месте. Отдельные модули дома собираются в технологическом производстве, а затем устанавливаются на строительной площадке в единую конструкцию. Производятся не только каркасные основания, но и готовые стеновые панели. Иногда их производят с облицовкой, оснащают окнами и системами отопления. Это потребует определенных возможностей производственного цеха.

Сборные модульные стены соединяются с пролетами и перекрытиями характерными резьбовыми соединениями. Двутавры используются для каркаса при строительстве дома своими руками. Они устанавливаются на неподвижную опорную раму. Закрепите детали конструкции сваркой.

Строительство крыши

Устройство крыши каждого дома доступно в различных вариантах. Он может быть односкатным, скатным или плоским. Также имеет сложную конфигурацию. Чаще всего при строительстве стальных домов используют односкатную или двускатную крышу. Угол наклона и высота крыши точно определяется еще на этапе проектирования. Необходимые стройматериалы и элементы рассчитываются заранее. Кровля состоит из несущих ферм и стропил, а также многопролетных. Последовательность проведения этих работ при строительстве металлокаркасной кровли аналогична последовательности действий для других видов материалов: поставить специальную стропильную систему, соорудить обрешетку, установить пароизоляцию и гидроизоляцию, смонтировать рубероид.

Несущие стропила изготовлены из специальных оцинкованных профилей. Они крепятся на верхнем поясе опор каркасной стены. На прогонах используются стальные балки квадратного сечения секционного типа. В качестве пароизоляции используется пленка, а поверх нее укладывается специальный теплоизоляционный строительный материал. Он защищен сверху влагонепроницаемой мембраной.

В стоимости кровли использованы классические стандартные материалы: ондулин, профнастил, металлочерепица и другие. Выбор будет зависеть от уклона крыши, сложности всей конструкции и финансовых затрат.

Расчет необходимого количества материала

Необходимо грамотно рассчитать все нагрузки на каркас из профильной трубы Дом из профтрубы требует точных и сложных расчетов

Основную несущую нагрузку в нем несет каркас, поэтому очень важно учесть все действующие на него факторы:

• габариты – ширину, высоту, длину каждой стены или каждого архитектурного элемента;
• вес – включает массу каркаса, перекрытий, отделки, утеплителя, мебели, сантехники и оборудования;
• ветровые, снеговые, дождевые нагрузки, присущие данному региону – эти сведения можно почерпнуть из справочников, при расчетах нужно учесть не только абсолютные величины, но и характер конструкции: угол наклона крыши существенно влияет на совокупную нагрузку.

После вычислений разрабатывают схему каркаса с учетом выбранных материалов. Вычисляют нагрузку на каждый элемент. Если результат не удовлетворительный, изменяют каркас.

Следующий этап – расчет и создание чертежей каждого конструктивного элемента – колонн, перекрытий, перегородок, прогонов. Все углы маркируют.

В результате разработки формируется комплект рабочих чертежей, где описаны подробные схемы каждого узла, указаны материалы и прочее.

Особенности материала

Профиль имеет неоспоримые преимущества по сравнению с деревянными материалами.

1. Отсутствие усадочных процессов. После установки он практически не изменяет своего положения, не деформируется, не выкручивается, как дерево. В результате сохраняется полная целостность каркаса и здания.
2. Материал не гниет и не портится, его не любят бактерии и паразиты, благодаря чему длительное время каркас из стали сохраняет свои первоначальные свойства.
3. Высокая износостойкость. Материал практически не поддается механическим повреждениям, если использовать его правильно. У него гораздо дольше срок эксплуатации, чем у древесины.
4. Быстрый монтаж.
5. Огромное количество архитектурных решений, которые могут применяться при строительстве из оцинкованного стального профиля.
6. Оцинкованный металл хорошо совмещается с другими материалами, которые традиционно применяются при строительстве.

Деревянные дома являются самыми пожароопасными на сегодняшний день, при чем именно из-за использования древесины. Оцинкованный металл помогает сделать дом более безопасным, так как он не горит. Это один из важнейших плюсов оцинкованного профиля.

Металл не горит и повышает безопасность дома

Единственным минусом профиля для каркасного дома считается его цена, однако она все равно позволяет сэкономить, так как дом получается дешевле, чем из блоков.

Сортамент материалов

Основным конструктивным элементом зданий из ЛСТК считается так называемый термопрофиль. Такое специфичное название он получил благодаря специальной перфорации — насечкам, смещённым в шахматном порядке, которые существенно затрудняют передачу тепла в поперечном направлении. В остальном термопрофиль ничем не отличается от обычного каркасного стального, который также широко используется там, где нет нужды искусственно увеличивать сопротивление теплопередаче, например, в основе внутренних несущих стен.

Все профили классифицируют по ряду признаков:

• форма;
• габаритные размеры;
• толщина металла;
• толщина слоя оцинкования.

Обычно типоразмер профиля определяется теплотехническим расчётом, от него зависит максимально возможная толщина утеплителя, которым заполняют полости каркаса. При необходимости теплоизоляционные свойства стен можно усилить за счёт внешнего пояса теплозащиты, однако при этом в корне изменится тепловая механика стен и состав пирога. Форма профиля определяет его назначение: как и большинство каркасных систем, ЛСТК включает направляющие и стоечные профили, а также усиленные прогоны и специальные элементы, такие как косынки и перемычки.

Класс оцинкования и толщина металла — основные показатели, определяющие долговечность конструкции. С этим связан один из основных минусов технологии ЛСТК, ведь ни сами постройки, ни материалы, используемые при их возведении, не стандартизируются отечественными нормами. Этой уловкой охотно пользуются недобросовестные производители, не обеспечивая достаточной устойчивости к нагрузкам и коррозии.

Толщина металла также обеспечивает конструкции необходимую прочность, в связи с чем возникает вопрос: как определить подходящий вид металлопроката? Самостоятельно — никак, для этих целей используют средства специализированных САПР. Помимо конструкторской части такие программы имеют возможность моделирования физических процессов для корректного прогнозирования эксплуатационных нагрузок.

Виды опалубки

Возведение стен начинают с установки каркаса из стальной арматуры. Опалубки бывают нескольких типов, но для монолитной каркасной конструкции подходят два. Первый называют стационарным. Он является непосредственной частью стен, а потому после затвердевания бетона его нельзя будет удалить. Стационарная опалубка повышает шумоизоляцию и теплоизоляцию строения.

Второй вариант относится к демонтируемым. Когда стены приобретут эксплуатационную прочность, конструкцию разбирают. Для создания такого типа применяется древесина, пластик, металл, влагостойкая фанера и другие материалы, которые, при необходимости, реально использовать ещё раз. Можно возвести для стен двустороннюю опалубку, чтобы повысить качество наружной поверхности.

Изготовление простых предметов из металла

Если вы не имеете опыта в изготовлении такого рода вещей своими руками, рекомендуется оттолкнуться в этом деле от создания наиболее простых металлических предметов, с которыми может справиться любой человек. В качестве учебного изделия может выступить металлическая шкатулка. Она может использоваться не только как декоративный элемент, но и использоваться для хранения мелких предметов.

Необходимые инструменты для работы

В качестве основы для создания металлической шкатулки может подойти обыкновенная жестяная банка. Для изготовления шкатулки понадобятся следующие приборы и вещи:

• Наждачная бумага.
• Ножницы.
• Линейка.
• карандаш и ручка.
• Твердая основа, которая будет применяться в качестве рабочей плоскости.
• Бумага, которая послужит основанием для создания чертежа.

Процесс изготовления шкатулки начинается с очистки внешней стороны банки от краски и этикеток, для этого применяют наждачную бумагу. Рекомендуется выполнять операцию с наполненной банкой

В противном случае выполнять такую подготовку нужно крайне осторожно, так как металл может легко деформироваться

Далее приступают к разрезанию банки сделать таким образом, чтобы получить заготовку четырехугольной формы. До этого нужно:

• Отрезать дно, после чего разрезать вдоль верхнюю часть. В процессе данной операции обязательно образуются неровности по краям, которые требуется сразу же нужно зашлифовать.
• Далее банку нужно поместить на твердую поверхность. На этом этапе работы можно карандашом начать наносить изображения, которые заранее прорисованы в чертеже.

Затем приступают непосредственно к созданию орнамента.

У мастера нет запретов или каких-либо ограничений в выборе украшений для шкатулки, но все же лучше применять симметричные детали.

Для создания узора понадобится шариковая ручка, с помощью которой можно продавить алюминиевый слой. Достичь эффекта живо выраженной фактурности можно, если по чертам контура узора провести несколько раз ручкой. Проделав всю указанную работу, мастеру останется собрать все детали шкатулки вместе.

Технология возведения металлокаркасного дома

Кажущая простота дома на металлическом каркасе – это всего лишь иллюзия. На самом деле конструкция таких строений достаточно сложная. Ее основными элементами можно назвать:

• Основание дома
  . Можно использовать облегченные типы фундамента, но пренебрегать этой частью нельзя. Основание не требуется для транспортируемых строений, к которым можно отнести парники или теплицы. В этом случае расчет профильной трубы проводится с соответствующими корректировками.
• Металлический каркас
  . Для возведения этой части здания подходит профильная труба, имеющая квадратное сечение 10*10 см или 6*6 см. Определить нужные габариты трубы можно с помощью калькулятора профильной трубы, взяв размеры строящегося дома.
• Обшивка стен внутри дома
  . Оптимальным вариантом для внутренней отделки является шпунтованная доска шириной 4-6 см из хвойных деревьев. Материал должен в обязательном порядке пройти обработку антисептическими составами и растворами, препятствующими возгоранию.
• Черновой пол и его отделка
  . Лаги настилаются из аналогичной профильной трубы, поверх них укладывают черновой пол из досок и застилают любым профильным покрытием.
• Утеплитель
  . Самым популярным материалом для утепления каркасного дома является экструдированный пенополистирол толщиной 6-10 см. Для дополнительного утепления каркаса из профильной трубы можно использовать полоски пеноизола.
• Отделка внешних частей дома
  . Для выполнения отделочных работ снаружи строения может использоваться фасадная штукатурка или сайдинг. При достаточном бюджете строительства не исключается возможность отделки дома натуральным деревом.
• Кровля
  . Каркас крыши их профильной трубы может возводиться как отдельной конструкцией или как одним из элементов каркаса. В зависимости от кровельного материала и угла установки кровельных стропил выполняется расчет параметров трубы. Чем легче кровельный материал и больше угол между стропилами, тем более токая труба может использоваться.

Сборка каркаса

Детали, изготовленные на заводе с особой точностью, маркируются в соответствии со схемой сборки «скелета». Строительство дома из металлокаркаса облегчается тем, что каждый элемент и отверстие строго соответствуют утверждённому проекту. Для сборки прочного каркаса постройки не требуется особых умений и сложных инструментов: не нужно ничего отмерять, обрезать, подгонять.

Малоэтажные частные металлокаркасныедома обычно собираются бригадой из 3-5 человек.Болтовыми соединениями из вертикальных стоек и горизонтальных ригелей собираются поперечные рамы, которые устанавливаются на фундамент. Расчётную прочность строению придают закреплённые на рамах связи и растяжки. Затем монтируются стеновые и кровельные прогоны, обрамления под двери и окна. Собранный несущий каркас заполняется утеплителем и облицовывается.

Стоимость 1 м 2 в многоэтажном металлокаркасном доме снижается примерно на 20-30%, а скорость возведения жилого объекта раза в 3 быстрее. Строительство домов из металлокаркаса с высокими теплосберегающими показателями дает возможность применять экономичную технологию ЛСТК в холодных регионах Крайнего Севера.

Особенности

Металлокаркасные сооружения, изначально применяемые для возведения складских и торговых объектов, сегодня находят применение в частном домостроении. Основу каркасного дома из металлопрофиля составляют легкие, но прочные конструкции из оцинкованной стали. Толщина профилей рассчитывается индивидуально для каждого участка объекта и зависит от испытываемых нагрузок. Стальные профили обеспечивают строению необходимую прочность, цинковое покрытие выступает антикоррозийной защитой, гарантируя долговечность конструкции. В целях повышения надежности профили дополняют специальными ребрами жесткости.

Профили могут иметь сечение в виде различных латинских букв (C, S и Z). Каждый из них применяется на том или ином участке строительства. Например, основание выкладывают с использованием C и U профилей, соединенных винтами-саморезами. Шаг каркаса определяется шириной используемых утеплителей и панелей для обшивки. В среднем он составляет 60-100 см. Профили имеют перфорацию, благодаря чему решается проблема вентиляции, повышаются теплоизоляционные характеристики объекта.

Их собирают по принципу детского конструктора, сам процесс строительства не предполагает использования спецтехники (разве что, для создания фундамента). Имея минимальные строительные навыки, можно своими руками с небольшим количеством помощников (2-3 человека) собрать дом. За счет незначительной толщины стен каркасного дома (в среднем 25-30 см) удается получить большую полезную площадь, чем при использовании стандартных технологий (дома из бруса, кирпича, блоков).

На первый взгляд кажется, что каркасные металлопрофильные дома смотрятся непривлекательно и однообразно. Однако это совершенно не так, ведь за счет легкости конструкции и возможности придавать ей различную конфигурацию удается создавать необычные по своей форме объекты. Особенности строения позволяют использовать для отделки наружных стен большинство современных навесных материалов, которые при необходимости можно менять. По желанию фасад металлопрофильного каркасного дома может имитировать каменные и деревянные поверхности, кирпичную кладку.

Облицовку можно проводить сразу после возведения объекта, поскольку каркас на основе металлопрофиля не дает усадки. Преимуществом является и высокая скорость работ. Обычно дом для небольшой семьи можно построить за 2-4 месяца. При этом большая часть времени уйдет на подготовку фундамента и выжидание, пока залитый бетон наберет необходимую прочность. Среди обывателей бытует ошибочное мнение о неустойчивости каркасных домов. Однако такая конструкция выдерживает значительные ветровые нагрузки и даже способна выстоять в период сейсмической активности (ее стойкость до 9 баллов по шкале Рихтера).

Еще один «миф» о каркасных домах связан с его способностью притягивания электричества. С этой точки зрения каркасные объекты совершенно безопасны – все металлические элементы имеют заземление. Помимо этого наружные и внутренние стальные части обрабатывают диэлектриками. Из недостатков можно выделить высокую теплопроводность материала. Поэтому без качественного утепления и защиты металла от паров влаги не обойтись.

Применение эковаты или минераловатных утеплителей, как и монтаж теплых облицовочных панелей, позволяет оптимизировать теплоэффективность каркасного дома, предупреждает образование мостиков холода. Каркасные дома на основе металлопрофиля не могут похвастаться долговечностью. Срок их службы составляет 30-50 лет. Хотя справедливо, что и ремонт подобных сооружений достаточно прост, не требует больших капиталовложений.

Сам по себе металлопрофиль характеризуется огнестойкостью. Однако материал изнутри и снаружи обшивается множеством синтетических утеплителей, пароизоляторов, отделочных материалов. Это может значительно снизить пожарную безопасность каркасного дома. Стоимость строительства каркасного дома гораздо ниже цен на возведения кирпичного, деревянного и даже блочного аналога.

Это обусловлено меньшим объемом требуемого материала, возможностью использования облегченного фундамента, отсутствием привлечения спецтехники и профессиональных строителей. Каркасный дом может быть изготовлен по индивидуальному или типовому проекту. Конечно, первый вариант будет дороже, но позволит создать эксклюзивное жилье, соответствующее всем требованиям своего владельца.

Преимущества и недостатки

Любой частный дом, в основе которого сформирован металлический каркас, имеет следующие неоспоримые преимущества:

• общий вес монтируемых конструкций намного меньше, чем у кирпичной или бревенчатой постройки такой же площади и объема. Меньшая нагрузка позволяет удешевить фундамент;
• дом фактически производится на заводе, где нарезаются металлические элементы нужной длины. На участке нужно лишь собрать его по инструкции. С этим справятся два-четыре человека;
• быстрота возведения. За несколько недель можно не только собрать каркас, но и сформировать стеновой пирог, покрыть крышу и обшить наружную сторону стен.

У строительства по каркасной технологии ЛСТК есть один существенный недостаток – это требование неукоснительного соблюдения частными застройщиками всех строительных алгоритмов.

Также металлические каркасы нуждаются в большом количестве ребер жесткости, чтобы противостоять тем же ветровым нагрузкам.

Стеновой металлический профиль полностью удовлетворяет требованиям СНиП с точки зрения безопасности.

Однако многие считают, что дома с полностью деревянным каркасом более экологичны, хотя заметная разница наблюдается только по звукоизоляции, поскольку металл более проницаем для всевозможных колебаний.

Простой фундамент каркасного дома

Строительство дома из металлокаркаса

Возведение металлокаркасных домов в качестве индивидуального жилья, почти ничем не отличается от аналогичных работ по сборке зданий из бруса. Отличаются узловые соединения профилей и используемые крепежи.

Основные соединительные узлы ЛСТК

Стальной каркас состоит из множества узловых соединений, но из них выделяют основные, где качественное крепление особенно важно

1. Соединение стоек с фундаментом. Выполняют через опорный элемент с помощью анкерных болтов.
2. Стропильная ферма, где для сборки комплектующих используют листовые накладки, узловые фасонки, крепежи.
3. Соединение стропильной фермы и вертикальной стойки каркаса. Для выполнения необходимы все те же крепежи, узловая фасонка и раскос.
4. Карниз между стеной и кровлей. Сложность здесь заключается в грамотном стыке двух “пирогов” с гидро- и теплоизоляцией.

При работе с древесиной слово “крепеж” стойко ассоциируется с саморезом или гвоздем. Ситуация с металлокаркасом немного иная.

Чем соединять детали металлокаркаса

Один из вариантов соединения двух стальных элементов каркаса – использование самонарезающих винтов со специальной резьбой. Их вставляют в заранее сделанные отверстия и завинчивают.

Обратите внимание: винтовые соединения больше подходят для неразборных конструкций. Недостатки применения винтов заключаются в отсутствие четкой регламентации работ с ними и обеспечении низкой несущей способности каркаса. Болты нормальной точности в этом отношении выигрывают

Болты нормальной точности в этом отношении выигрывают

Болты нормальной точности в этом отношении выигрывают

Недостатки применения винтов заключаются в отсутствие четкой регламентации работ с ними и обеспечении низкой несущей способности каркаса. Болты нормальной точности в этом отношении выигрывают.

Также для возведения дома из металлокаркаса можно использовать сварку. Однако это трудоемкий процесс, требующий определенного мастерства. Тонкостенные элементы легко повредить в процессе соединения таким способом.

Итак, металлокаркас – достойная альтернатива традиционному брусу. Стальная конструкция не только не уступает деревянной, но и по некоторым параметрам превосходит ее. Многие виды работ также можно выполнить своими руками. Но чем сложнее проект, тем больше специалистов придется привлечь.

Особенности металлического устройства

Основной деталью каркаса из металла можно считать поперечную раму, образующуюся колоннами и стропильными фермами

Основной деталью каркаса из металла можно считать поперечную раму, образующуюся колоннами и стропильными фермами. Эти изделия подсоединяется к основанию здания. Нагрузочный объем распределяется на точки опоры. Основное количество давления припадает именно на первый элемент. На колонну воздействует масса всех элементов, нагрузка от ветра и осадков атмосферы.

Каркасные дома из металлического профиля включают в себя такие элементы:

Каркасный дом для постоянного проживания: виды и особенности

• Балки с устойчивым или неустойчивым типом сечения, которые за счет своих размеров позволяют увеличивать пролет постройки.
• Каркасные стойки, увеличивающие устойчивость конструкции.
• Специальные ригели, создающие несущие точки, в виде линий, и соединения систем колон и опор в единый механизм. На практике их очень часто применяют для увеличения размера пролета, а также высоты потолка в здании.
• Балочные элементы с различными типами сечений. Монтируются обычно для усиления жесткости и уровня несущей способности постройки.
• Связные компоненты между соединительными частицами металлических конструкций.
• Прогоны для связи кровель и стеновых систем, прикреплённых к каркасу строения. Они воспринимают уровень нагрузки, которую получает строение от ветра и атмосферных осадков.
• Детали закладки, которыми сваривают детали воедино.
• Метизы или элементы для крепления.
• Межпрогонные пролеты в виде дуги, называющиеся арками.