Сравнение лстк и черного металла
Обновлено: 28.06.2024
На строительном рынке представлено множество вариантов возведения частных, хозяйственных, коммерческих, производственных и других зданий и сооружений. На протяжении многих десятилетий в основном их строили из кирпича или железобетона. Но технологии не стоят на месте и сегодня при возведении каркасов зданий приобрели популярность металлоконструкции из черного металла (МК) и легкие стальные тонкостенные конструкции (ЛСТК).
На первый взгляд кажется, что значимого различия между ними нет. Но это не так. Эксперты Krovelson помогут избежать ошибок новичка при выборе материала и технологии и расскажут, в чем разница между ЛСТК и МК конструкциями, что надежнее и экономически целесообразнее.
Что такое МК и ЛСТК?
МК изготавливают из черного металлопроката толщиной от 8 до 40 мм. Технология пользуется спросом долгие годы, и в настоящее время активно развивается и совершенствуется. Широко применяется при строительстве производственных зданий, складских помещений, общественных сооружений, высотных зданий. Раньше МК считались легкими конструкциями, так как их сравнивали, например, с бетоном, кирпичом или деревянным брусом. Сегодня под это понятие больше подойдут ЛСТК.
ЛСТК производятся из оцинкованной стали, методом холодного проката толщиной от 0,7 до 4 мм. Технология разработана в середине XX века в Канаде, где встала острая необходимость массовом строительстве малоэтажных жилых домов в суровых климатических условиях. Сейчас чаще применяется при возведении небольших частных домов и вре́менных сооружений.
Сколько простоит здание?
Срок службы зданий из ЛСТК составляет 35–40 лет, в то время как технология МК позволяет увеличить его до 50 лет. Если детали монтировать с помощью сварки, срок службы может достигнуть и 100 лет. Основной причиной является сам материал конструкций. Оцинкованная сталь, которая используется при производстве ЛСТК, окисляется не только при воздействии воды, но и от находящегося в обычном воздухе кислорода.
Как монтировать?
Принципиальная разница в монтаже заключается в способе соединения элементов. ЛСТК монтируются с помощью высокопрочных саморезов, а металлоконструкции из черного металла скрепляются сваркой или с применением болтов. Скорость возведения зданий из МК и ЛСТК зависит от сложности и специфики проектов.
Из-за легкости конструкций монтаж ЛСТК можно произвести без подъемной техники. При проектировании небольших или вре́менных объектов из ЛСТК фундамент не закладывают.
Крупные промышленные и торговые строения эффективней и безопасней будет монтировать из МК, так как при этой технологии пролеты могут быть более 30 метров, что невозможно при использовании ЛСТК, для которых максимум – пролет в 24 метра и три этажа. Фундаменты при возведении каркаса могут быть столбчатые или ленточные.
Важно помнить, что шаг несущих конструкций строений с ЛСТК не более 3 м, тогда как МК, — 6–12 м.
Поскольку конструктивные элементы с меньшей толщиной обладают низкой жесткостью, связевых элементов в здании из ЛСТК тоже должно быть больше, как минимум на 25%. В противном случае устойчивость всего здания может серьезно пострадать.
При этом гнутые ЛСТК - не самый легкий вид конструкций, так как не позволяет рационально распределять материал по сечению. При монтаже МК, напротив, широко применяются балки с переменным сечением.
Что надежнее?
По статистике, здания из ЛСТК строят гораздо реже, но аварии происходят намного чаще, чем при использовании МК. По числу обрушения ЛСТК делят первое место с бескаркасными арочными зданиями. Конструкции из ЛСТК имеют низкую сопротивляемость прогрессирующему разрушению. Если при обрушении здания из черного металла падает всего пара-тройка перегруженных конструкций покрытия, то в случае ЛСТК конструкция сложится, как карточный домик.
Основная причина в том, что узлы крепления оцинкованных профилей очень ненадежные, и при небольшом превышении постоянной нагрузки (обычно снеговой), тонкий металл рвется об элементы крепежа – саморезы и болты. Здание, построенное из МК, выдерживает значительно более высокую нагрузку, только благодаря своей толщине.
Есть ли требования ГОСТов?
В отличие от ЛСТК, монтаж МК выполняется по государственным стандартам (ГОСТ) и нормативам, с учетом комплектации объекта строительства.
Как правило, из-за нормативной базы, прохождение экспертизы проектной документации здания площадью более 1500 кв.м. из ЛСТК проблематично. Устойчивость сооружения меньшей площади остается на совести производителя и застройщика. Главное, что при обрушении сооружения будет сложнее доказать свою правоту в суде, так как подрядчик не ограничен требованиями нормативов.
Здесь стоит отметить, что одно из важнейших требований в строительстве зданий - это огнестойкость. Если уровень огнестойкости для металлоконструкций из черного металла регламентируется строительными нормами, то для каркасов из ЛСТК нормативная база в России не разработана. Температура, при которой МК начинают растягиваться и деформироваться - 500 градусов. Для элементов из ЛСТК этот порог ниже, поэтому они нуждаются в дополнительной обработке огнеупорными материалами.
Что дешевле?
Немаловажную роль играет конечная стоимость сооружения. Есть мнение, что благодаря экономии на металле снижается и стоимость готового сооружения. Но это утверждение ошибочно.
По металлоемкости (количество металла, используемое в производстве металлического изделия) ЛСТК действительно ниже из-за меньшей толщины деталей. Но чтобы конструкция выдержала предполагаемые нагрузки, элементов ЛСТК в проекте понадобится гораздо больше, нежели металлоконструкций из черного металла. При этом стоимость профиля ЛСТК в среднем на 15—20% выше МК. .
В итоге разница между общей стоимостью и металлоемкостью уравновешивается. Уменьшение же количества конструктивных элементов снижает надежность всего здания. Также следует учитывать, что применение болтовых соединений увеличивает стоимость затрат на метизы и сами монтажные работы.
Подводя итог, можно сказать, что у каждой технологии есть плюсы и минусы, а выбор зависит от конечной цели строительства. Основные преимущества ЛСТК – легкость материала, скорость монтажа и мобильность готового изделия. Для МК характерны высочайшая прочность, сейсмическая устойчивость, огнестойкость, а также возможность возведения зданий неограниченной высоты. Кроме того, металлоконструкции из черного металла экономически более выгодны, служат в полтора-два раза дольше, а наличие нормативной базы позволяет без проблем пройти экспертизу проектной документации.
Какую технологию выбрать решать вам. Но важно помнить, когда технология определена, а материалы закуплены, невозможно изменить план постройки, а уже возведенное сооружение не переделать и не вернуть застройщику.
Валентин Сроилов
Информационная 2022-07-06 /upload/iblock/e2c/e2c6b2678140dffb62626dde4d4c4398.jpg
Здания из ЛСТК против зданий из ЛМК, сравнение и выводы
Лёгкие Стальные Тонкостенные Конструкции (сокращенно ЛСТК) – это технология проектирования и строительства зданий, ангаров и сооружений на базе стальных оцинкованных профилей, разнообразного сечения. Фактически принципиальным отличием данной технологии от других, является возможность достижения необходимых несущих способностей металлокаркасов только за счет специальной формы профилей, которые при малом весе (по сравнению «черными» и горячекатаными профилями и балками), способны выдерживать все возложенные на них нагрузки и при этом обладают значительно более низкой металлоемкостью.
Строительство на основе ЛСТК развивается, но как оказывается, работают здесь только менеджеры по продажам. Ничего практического кроме рекламы отыскать не удается. Давайте рассмотрим все доводы и факты, так ли на самом деле эффективны ЛСТК по сравнению с легкими металлоконструкциями (ЛМК) из черного металлопроката при строительстве ангаров, складов и других зданий и сооружений?
Для начала рассмотрим зарубежный опыт. Американцы, чтобы внедрить какую либо технологию проведут тысячи исследований и натурных испытаний, потому что они не признают результаты испытаний других стран. Они занимаются этой проблемой с 70-х годов, причём очень фундаментально. В США более мягкий климат и снеговые нагрузки намного меньше. И американцы применяют эти самые тонкостенные оцинкованные профиля, в основном, только при строительстве коттеджей. Почему ЛСТК в Америке и в Европе применяется в основном для малоэтажного частного домостроения? Именно потому, что вопросы частного домостроения можно решить ограниченным числом грамотно подобранных универсальных профилей: все коттеджи в принципе похожи. Да и пролеты в частном домостроении не такие уж и большие - до 12 м. Нанотехнологии в металлопрокат стали пока не пришли, конструкции из оцинкованных профилей выходят дороже, поэтому в Америке для зданий пролетом более 12 м - ангаров, складов, промышленных зданий и многоэтажных зданий до сих пор применяется черный металлопрокат (ЛМК).
Строить несущие конструкции из ЛСТК профилей с пролетом более 12 м - дело рискованное, так как такие конструкции очень восприимчивы к погрешностям монтажа (прогон немного смешен от геометрического центра узла - узел вылетает первым при нагрузках 1/3 от максимальных), да и пресловутые "остаточные напряжения" играют немаловажную роль. Еще один гибкий момент - крепление таких профилей как правило это саморезы - а это вообще непаханое поле, нет ни нормальных характеристик этих метизов, ни методик расчета узлов на них. Характеристики будут сильно различаться в зависимости от страны изготовителя метизов (нерадивые монтажники используют китайские - это чистая лотерея, половины из них ломается еще при вкручивании) и много еще каких соображений по этому поводу.
Кроме того касательно такой серьезной вещи как коррозии. Цинковое покрытие тоже не вечное, а порой и может очень скоро сойти от электрохимической коррозии и трения в болтовых соединениях. И до обрушения недолго остается - утончение на 0,3. 0,5 мм в течении 3-х лет это смерть для ЛСТК. Долговечность здания зависит от качества изготовления и от качества эксплуатации. Понятно, что там где существует любая экономия по металлу - там и с наибольшей вероятностью худшие эксплуатационные свойства и меньший срок службы здания.
Как может профиль тонкостенный, изготавливаемый на самом простом оборудовании, в котором половина сечения исключается из расчета, быть экономичней старого доброго и надежного уголка или двутавра? Какие-нибудь направляющие для фасадных систем или что то в этом роде - одно, несущие конструкции металлокаркаса здания совсем другое. Кроме того объяснить это специалистам при прохождении государственной экспертизы - очень тяжело, все наши СНиПы заточены под обычные ЛМК из черного металлопроката.
Конструкции из оцинкованных профилей выходят дороже: это не отрицают даже производители оцинкованных профилей.
Но если на малых пролетах конструкции из оцинкованных профилей не сильно дороже аналогичных конструкций из черного металла, то при перекрытии больших пролетов эта разница становится весьма и весьма ощутимой. Тонна швеллера профиля 18 из высоколегированной стали 09Г2С, прочность которого на 40% выше, чем обычная конструкционная сталь Ст3, в данный момент стоит 29 600 руб. На фоне этого хлипкие и зыбкие профили, даже оцинкованные, по 74 000 руб. за тонну, не могут конкурировать с горячим прокатом. Разница в цене примерно 1 к 3. Указанный выше выигрыш в весе 1 к 3 подлежит тщательной ревизии за явной подозрительностью. Кроме того шаг колонн, ферм, и других несущих конструкций у ЛСТК в два и более раз чаще, чем у обычных ЛМК из черного металлопроката. При детальном сравнении двух конструктивных систем в стоимости металлокаркаса на 1 м2 здания преимуществ у зданий из ЛСТК нет.
А как обстоят дела с огнестойкостью. Чем меньше толщина металлоконструкции тем меньше ее огнестойкость. В наших условиях все ЛСТК приходится натягивать за уши на нормативные документы. Для безопасной эксплуатации здания необходима качественная многослойная окрасочная огнезащита, которая стоит очень не дешево. В случае сильного пожара без качественной огнезащиты здание из ЛСТК потеряет устойчивость и обрушится в течении 10 минут.
Выводы. Одним словом ЛСТК это достаточно дорогое и спорное удовольствие и при проектировании и строительстве зданий промышденного, складского или общественного назначения, хотя менеджеры фирм производителей думают совершенно иначе.
ЛМК против ЛСТК – какой каркас выигрывает, сравнение - преимущества и недостатки
Одной из таких относительно новых технологий на рынке строительства быстровозводимых зданий из сэндвич-панелей является строительство из легких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК). В данной статье мы попробуем рассмотреть все преимущества и недостатки данной технологии.
Долговечность и надежность здания – это самые главные требования, предъявляемые в строительстве к зданиям и сооружениям. Долговечность здания в первую очередь зависит от качества материала и надежности произведенной из него строительной конструкции. Без сомнений, самый лучший вариант для строительства здания это сборный железобетон промышленного производства. Совместная работа стали и бетона делает эти здания крепкими и надежными. Здания с железобетонными каркасами можно эксплуатировать до 120 лет, они пожаробезопасны. В СССР были разработаны серии сборных производственных зданий и складов, общественных и жилых зданий. За 20 лет, прошедших с распада СССР, большинство заводов ЖБИ закрылись, и наша промышленность больше не выпускает серии железобетонных производственных и складских зданий, которые были очень популярными в свое время.
В наше время все большее распространение получает технология строительства из металлических конструкций. Существуют две основных технологии:
- ЛМК (Легкие металлические конструкции) – технология отработанная и испытанная десятками лет, которая в настоящее время активно развивается и совершенствуется. Основной материал черный горячекатаный металлопрокат (двутавры, швеллера, уголки, квадратные и круглые трубы). Широко применяется при строительстве производственных зданий, складских зданий, общественных зданий, высотных зданий.
- ЛСТК (Легкие стальные тонкостенные конструкций) – технология разработана в 50-х годах ХХ столетия в Канаде. Основной причиной появления данной технологии послужила необходимость в строительстве большого количества малоэтажных домов соответствующих климатическим условиям севера Америки. В настоящее время технология применяется в строительстве индивидуальных домов и временных зданий.
Во-первых, при использовании технологии строительства из ЛСТК, шаг несущих конструкций должен быть меньше более чем в 2 раза в сравнении с ЛМК. А именно, вместо шага рам каркаса 6-12м у ЛМК, шаг рам каркаса ЛСТК 3м или ещё меньше. Во-вторых, связевых элементов в здании из ЛСТК, тоже должно быть больше, как минимум на 25%, иначе устойчивость всего здания может серьезно пострадать, за счет того, что конструктивные элементы с меньшей толщиной обладают меньшей жесткостью. При этом гнутые ЛСТК теоретически не являются самым легким видом конструкций, так как не позволяют рационально распределять материал по сечению, в отличии от ЛМК где широко применяются балки с переменным сечением. Фактически самые легкие и недорогие на сегодня конструкции – это сварные двутавры из черного металлопроката, стенки и полка двутавров устойчивая (не хлопает) и они полностью соответствуют требованиям действующих строительных норм и правил РФ.
Сравним цены на металлопрокат, цена оцинкованного тонкостенного профиля в среднем стоит 65 000 руб. за тонну, а профиля черного проката составляет 37 000 руб. за тонну. В нижеприведенной таблице приведена стоимость каркаса здания 24х60м, высотой 6м.
Вес конструкций, тн
Стоимость 1 тн металлоконструкции, руб.
Стоимость каркаса здания, руб.
Исходя из вышеперечисленного, можно сделать вывод, что при строительстве стандартного промышленного здания по технологии ЛСТК, заявленная экономия затрат, при меньшем использовании металла является неправдоподобной. Из таблицы можно сделать вывод, что уменьшение массы конструкции не уменьшает конечной стоимости строительства, а даже наоборот увеличивает ее. Кроме, того при более высокой цене мы имеем более низкую надежность здания.
Здания из ЛСТК размером обычно менее 1500м2 и не проходят государственную экспертизу проектной документации, таким образом надежность и долговечность здания остается только на совести производителя. Экономия на металле снижает долговечность всего здания. В здании, построенном из ЛСТК, узлы крепления оцинкованных профилей между собой очень ненадежные потому что, при небольшом превышении постоянной нагрузки (в основном снеговой), тонкий металл рвется об элементы крепежа – саморезы и болты, что приводит к обрушению здания. Также вероятен такой случай, если колонну здания из ЛСТК деформирует погрузчик или другой механизм, работающий в здании, это тоже может привести к обрушению.
Здание, построенное из конструкций ЛМК, может выдержать в разы более высокую нагрузку до обрушения в сравнении с ЛСТК, благодаря своей толщине, т.е. конструкция из ЛМК сначала растягивается, а потом обрушается в отличии от ЛСТК, которое обрушается сразу без растяжения.
Добавим к этому также что, в России, заявленное качество изделий не всегда соответствует реальному. Почти всегда, производители ЛСТК занижают реальные характеристики конструкций в погоне за более низкой себестоимостью. Зачастую уменьшается слой цинка с 275 г/кв.м до 120 г/кв.м. Оцинкованная сталь, используемая в технологии ЛСТК, окисляется не только при воздействии воды, но и от воздействия кислорода находящегося в обычном воздухе. В процессе срока эксплуатации происходит существенное ослабление несущей способности, поэтому дальнейшее использование здания из ЛСТК становится опасным для жизни. Также в процессе окисления цинка образуется оксид цинка, который является токсичным веществом для человека. Поэтому не рекомендуется длительное нахождение людей в таких зданиях.
Согласно статистики количество аварий зданий из ЛСТК, происходят намного чаще чем со зданиями из ЛМК из обычного металла, при том, что из ЛСТК зданий строится в разы меньше. По количеству аварий ЛСТК фактически делят "почетное" первое место с бескаркасными арочными зданиями. ЛСТК имеют низкую сопротивляемость прогрессирующему разрушению. Например, если при обрушении покрытия здания из черного металла падает всего пара-тройка перегруженных конструкций покрытия, то в случае ЛСТК разрушается все здание и всему причиной являются локальные воздействия в узлах соединения конструкций к которым ЛСТК очень чувствительны.
Подведем итоги. Все фирмы производители и строители, которые занимаются легкими стальными тонкостенными конструкциями, в один голос утверждают, что благодаря их технологии можно сэкономить до 50% металла, по сравнению с черным прокатом. Но фактически получается, что:
Сравнение зданий из ЛСТК и ЛМК
Строительство на основе ЛСТК развивается, но как оказывается, работают здесь только менеджеры по продажам. Ничего практического кроме рекламы отыскать не удается. Давайте рассмотрим все доводы и факты, так ли на самом деле эффективны ЛСТК по сравнению с легкими металлоконструкциями (ЛМК) из черного металлопроката при строительстве ангаров, складов и других зданий и сооружений?
Выводы. Одним словом ЛСТК это достаточно дорогое и спорное удовольствие и при проектировании и строительстве зданий промышденного, складского или общественного назначения, хотя менеджеры фирм производителей думают совершенно иначе.
Металлические конструкции против ЛСТК
В начале строительства любого здания, в первую очередь возникает вопрос о том, какую технологию и материал использовать. Попробуем разобраться в данном вопросе вместе и сравним две технологии производства ангаров: МК и ЛСТК.
МК (Металлические конструкции) – технология, отработанная и испытанная десятками лет, которая в настоящее время активно развивается и совершенствуется. Основной материал – черный горячекатаный металлопрокат (двутавры, швеллера, уголки, квадратные и круглые трубы). Широко применяется при строительстве производственных зданий, складских помещений, общественных сооружений, высотных зданий.
ЛСТК (Легкие стальные тонкостенные конструкции) – технология разработана в 50-х годах ХХ столетия в Канаде. Основной причиной появления данной технологии послужила необходимость в строительстве большого количества малоэтажных домов соответствующих климатическим условиям севера Америки. В настоящее время технология применяется в строительстве индивидуальных домов и временных зданий.
5 причин, почему металлические конструкции лучше, чем ЛСТК
Причина №1: У МК отсутствует мнимая «экономия» металла
При строительстве производственных, складских и общественных зданий с широкими пролетами от 12 м и высотой от 6 м — невозможно сильно сэкономить на конечной стоимости строительства. На каждый элемент строительной конструкции действуют нагрузки от снега, ветра, собственного веса конструкций. Для восприятия нагрузки элементы должны иметь определенное сечение и толщину, чтобы без деформаций выдерживать действующие на них усилия.
Таким образом, элемент толщиной 2 мм не может воспринимать такую же нагрузку, как элемент толщиной 15 мм. Данную закономерность мы видим при сравнении каркасов МК и ЛСТК.
Причина №2: Устойчивость ЛСТК в разы меньше, чем у МК
При использовании технологии строительства из ЛСТК, шаг несущих конструкций должен быть меньше минимум в 2 раза в сравнении с МК. А именно, вместо шага рам каркаса 6-12 м у МК, шаг рам каркаса ЛСТК 3 м или ещё меньше.
Связевых элементов в здании из ЛСТК, тоже должно быть больше, как минимум на 25%, иначе устойчивость всего здания может серьезно пострадать, за счет того, что конструктивные элементы с меньшей толщиной обладают меньшей жесткостью. При этом гнутые ЛСТК теоретически не являются самым легким видом конструкций, так как не позволяют рационально распределять материал по сечению, в отличие от МК, где широко применяются балки с переменным сечением.
Металлические конструкции из черной стали
Легкие стальные тонкостенные конструкции
Таким образом, самые легкие и недорогие на сегодня конструкции – это сварные двутавры из черного металлопроката, стенки и полка двутавров устойчивая (не хлопает) и они полностью соответствуют требованиям действующих строительных норм и правил РФ.
Причина №3: Реальная стоимость каркаса из МК
Если сравнить цены на металлопрокат, цена оцинкованного тонкостенного профиля в среднем стоит 85 тыс. руб. за тонну, а профиля черного проката составляет 68 тыс. руб. за тонну.
В таблице приведен пример стоимости каркаса здания 24х60 м, высотой 6 м.
| Наименование | Вес конструкции | Стоимость 1 т | Стоимость готового каркаса здания |
| Технология ЛСТК | 44 т | 85 000 руб. | 3 740 000 руб. |
| Технология МК | 55 т | 68 000 руб. | 3 740 000 руб. |
Таким образом, можно сделать вывод, что при строительстве стандартного промышленного здания по технологии ЛСТК, заявленная экономия затрат, при меньшем использовании металла является неправдоподобной. Уменьшение массы конструкции не уменьшает конечной стоимости строительства, а даже наоборот увеличивает ее. Мы получили при одинаковой стоимости — более низкую надежность здания. Кроме того, следует учитывать, что в технологии ЛСТК вся конструкция держится на болтовых соединениях, отсюда – увеличение стоимости затрат на метизы. Монтаж ЛСТК за счет его сложности и трудоемкости, соответственно, тоже обходится дороже.
Причина №4: МК полностью соответствуют всем строительным нормам
Здания из ЛСТК размером обычно менее 1500 м 2 и не проходят государственную экспертизу проектной документации, таким образом, надежность и долговечность здания остается только на совести производителя. Экономия на металле снижает долговечность всего здания.
В здании, построенном из ЛСТК, узлы крепления оцинкованных профилей между собой очень ненадежные, потому что при небольшом превышении постоянной нагрузки (в основном снеговой), тонкий металл рвется об элементы крепежа – саморезы и болты, что приводит к обрушению здания.
Здание, построенное из конструкций МК, может выдержать в разы более высокую нагрузку, благодаря своей толщине.
Ангар из черного металла (МК)
Заявленное качество изделий не всегда соответствует реальному. Почти всегда, производители ЛСТК занижают реальные характеристики конструкций в погоне за более низкой себестоимостью. Зачастую уменьшается слой цинка с 275 г/кв.м до 120 г/кв.м. Оцинкованная сталь, используемая в технологии ЛСТК, окисляется не только при воздействии воды, но и от воздействия кислорода находящегося в обычном воздухе.
В процессе срока эксплуатации происходит существенное ослабление несущей способности, поэтому дальнейшее использование здания из ЛСТК становится опасным для жизни. Также в процессе окисления цинка образуется оксид цинка, который является токсичным веществом для человека. Поэтому не рекомендуется длительное нахождение людей в таких зданиях.
Причина №5: Безопасность
Согласно статистике, количество аварий зданий из ЛСТК, происходят намного чаще, чем со зданиями из МК, при том, что из ЛСТК зданий строится в разы меньше. По количеству аварий ЛСТК фактически делят первое место с бескаркасными арочными зданиями. ЛСТК имеют низкую сопротивляемость прогрессирующему разрушению.
Например, если при обрушении покрытия здания из черного металла падает всего пара-тройка перегруженных конструкций покрытия, то в случае ЛСТК разрушается все здание и всему причиной являются локальные воздействия в узлах соединения конструкций, к которым ЛСТК очень чувствительны.
Выводы
Все фирмы, которые занимаются легкими стальными тонкостенными конструкциями, в один голос утверждают, что благодаря их технологии можно сэкономить до 50% металла по сравнению с черным прокатом.
Читайте также: