Будинки з легких металевих конструкцій – Склад та техніка
Початок застосування у будівництві сталевих конструкцій відноситься до 1880-х років. На той час було остаточно розроблено та освоєно промислові способи виробництва литого заліза (сталі). До кінця ХІХ століття і в Україні, і за кордоном було зведено цілу низку будівель та інженерних споруд, основні конструкції яких були виконані зі сталі. Багато з них, наприклад, знаменита будівля Нижегородського ярмарку, Бруклінський міст у Нью-Йорку, Ейфелева вежа, існують і донині, причому мають не тільки чисто утилітарне значення, а й визнані шедеврами світової архітектури. На початку ХХ століття в Кенігсберзі був побудований один із перших сталевих ангарів з прольотом довжиною 20,8 м, а вже в середині століття стали споруджувати типові металеві ангари з прольотом 36. 45 м.
За роки, що минули відтоді, змінилися будівельні технології, але метал, незважаючи на широке використання залізобетону, цегли та інших матеріалів, як і раніше, продовжує відігравати у будівництві значну роль. В даний час набули поширення легкі металеві конструкції (ЛМК), що використовуються в несучих каркасах ангарів, житлових і громадських будівель, виробничих будівель для різних галузей промисловості, спортивних та видовищних споруд, виставкових павільйонів і т.д.
Основні типи будівель з ЛМК - арочні, шатрові та будівлі з вертикальними стінами. Будинки аркового типу використовуються, як правило, під невеликі складські або виробничі приміщення, при цьому виробництва, що розміщуються в них, повинні мати неагресивне або слабоагресивне середовище. Завдяки відносно невеликій витраті металу арочні ангари найдешевші. Їхні каркаси виконані з арок з гратчастою структурою, що з'єднуються болтами, а самі аркивстановлені на фундамент та приварені до заставних елементів. При такій конструкції воротні, дверні та віконні отвори краще розташовувати в торцевих частинах будівлі.
У будинках шатрового типу арки каркаса виготовляють із прокатних балок. Корисний обсяг приміщень при цьому можна збільшити за рахунок використання більш стійких несучих конструкцій арок. Будинки з вертикальними стінами універсальні в експлуатації. Їх каркас є плоскими сталевими рами, встановленими на залізобетонний фундамент і розкріпленими між собою розпірками і металевими або дерев'яними антисептованими прогонами. Необхідні прорізи можуть бути виконані з будь-якої сторони будівлі.
Будинки такого типу зручні для розміщення адміністративно-побутових приміщень, які можна передбачити як усередині основної конструкції, так і у прибудові. За потреби приміщення оснащують підйомно-транспортними засобами, балками міжповерхових перекриттів, іншим необхідним обладнанням.
Усі типи будівель виготовляють як у неутепленому варіанті, так і в утепленому. У першому випадку обшивка стін та покрівлі будівлі виконана із сталевого оцинкованого профільованого листа або оцинкованого профільованого листа з кольоровим покриттям в один шар. Забарвлення визначається на вибір замовника і виходячи зі стандарту кольорів RAL. Для будівлі в утепленому варіанті обшивка стін та покрівлі виготовляється подвійною. Як утеплювач використовують пінопласт, піноізол, мінераловатні плити (мінераловатний утеплювач URSA з метою ізоляції від вологи поставляється в герметичній поліетиленовій оболонці). Також можливий варіант утеплення готовими сендвіч-панелями.
Будівлі з ЛМК комплектують додатковими елементами (відливами, кутовими та коньковими елементами),вітражами з одинарним чи подвійним склінням, воротами, необхідною підйомно-транспортною технікою – кран-балками, тельферами, мостовими кранами.
Споруди цього типу мають низку незаперечних переваг: вони надійні в експлуатації, у них невелика маса та різноманітність конструктивних форм, їх можна швидко змонтувати-демонтувати у будь-який сезон. Виготовлення конструктивних елементів для них у заводських умовах найменш трудомістке. Вартість цих будівель невисока порівняно з вартістю аналогічних споруд із цегли та залізобетону. Щоправда, є у цих конструкцій і недоліки, основним з яких є схильність до корозії, тому для збільшення терміну експлуатації будівель з ЛМК часто використовують спеціальні покриття або барвники.
Основні несучі компоненти будівель з ЛМК є сталевими прокатними елементами різного профілю, що виготовляються металургійною промисловістю за певним сортаментом. Як вихідні матеріали використовуються трубчасті та гнуті профілі, з яких виробляють наступні конструктивні елементи: балки, ферми, колони, стійки, а також листову прокатну сталь.
Для утворення окремих конструктивних елементів, блоків та цілих металоконструкцій застосовують болтові та зварні з'єднання. Болтові з'єднання застосовують головним чином при монтажі для поєднання окремих блоків в одне ціле. Крім звичайних болтових використовуються також з'єднання за допомогою міцних болтів фрикційного типу з великою несучою здатністю. Зварні конструкції мають ряд переваг: при їх застосуванні економія металу в результаті більш повного використання перерізу та меншої ваги сполучних елементів досягає 25%, а надійність зварних швів вища, ніж болтових з'єднань.
Невелика вага будівель з ЛМК суттєво полегшує та здешевлює і такий непростий процес, як будівництво фундаменту під них. Найчастіше фундамент виготовляється монолітним стовпчастим, у вигляді монолітної залізобетонної стрічки або буронабивних паль. Під стіни будівлі можуть бути виконані цоколь та вимощення.