Устройство металлического каркаса: простота плюс надежность

В настоящее время в строительстве широко распространены различные металлоконструкции. Они долговечны, легковозводимы, экономичны и имеют высокие эксплуатационные качества. Устройство металлического каркаса, его универсальность и совместимость со многими другими материалами, например, стеклом или гипсокартоном, дает возможность применения подобных конструкций в самых различных сферах.

Разновидности и устройство металлического каркаса

Существует несколько видов металлокаркаса, каждый из которых применяется в определенном направлении строительства:

1. Металлокаркасы для быстровозводимых конструкций.

Металлокаркасы широко применяются при строительстве быстровозводимых зданий, к которым относят склады, ангары, отдельно стоящие торговые павильоны и кафе. Такие каркасы, как правило, поставляются в виде набора стандартных деталей, имеющих удобные для складирования и транспортировки размеры. На месте из этих деталей достаточно просто монтируется основа нужного здания.

По способу монтажа сборные металлические каркасы классифицируют на стационарные и мобильные конструкции.

• Стационарные. Конструкции, собираемые из деталей такого набора, прочны, надежны и долговечны. Так как их используют постоянно, то они капитально вмонтированы в фундамент. Детали каркаса изготовлены из качественного дорогого металла, имеющего длительный срок службы.
• Мобильные. Устройство сборных металлических каркасов этого типа предполагает возможность их многократного монтажа и демонтажа, поэтому они должны легко собираться и разбираться. Детали этих конструкций достаточно легкие, компактные и устойчивые к внешним воздействиям. Такие каркасы оптимальны для летних кафе, садовых павильонов, временных беседок и т. д.

2. Несущие металлокаркасы зданий.

Каркас – это несущая основа любого здания. В современных строительных технологиях, как правило, используют металлический каркас, в основе устройства которого металлические вертикальные стойки и горизонтальные перекладины – ригели. Они присоединяются друг к другу при помощи сварки и болтов, в результате чего получаются поперечные рамы, к которым крепится система растяжек, придающая прочность возводимому зданию.

Вся конструкция из стоек и рам устанавливается на фундамент. Когда основа каркаса здания смонтирована, начинается монтаж кровельных и стеновых прогонов. Полностью готовый металлический каркас облицовывается кирпичом, железобетоном или другим подходящим материалом. Совершенно ясно, что от качества установки конструкции напрямую зависит прочность, надежность и долговечность всего здания.

3. Арматурные металлокаркасы.

Каркас из арматуры является основой любого железобетонного изделия. Арматура служит для усиления несущей способности элементов здания, повышения прочности и устойчивости к разного рода воздействиям. Материалом арматуры чаще всего бывает металл. От качества каркаса из арматуры зависит долговечность возводимого здания.

По устройству металлические армокаркасы бывают сварными, линейными или объемными.

• Сварные. Продольно и поперечно направленные стержни металлической арматуры в местах пересечения между собой свариваются, образуя жесткий каркас, впоследствии заливаемый бетоном.
• Линейные. Их используют для армирования стен, потолков, стяжек для полов. Поверхности, армированные такими каркасами, необязательно должны быть плоскими. Часто это изогнутые, цилиндрические и прочие элементы с малой площадью поперечного сечения.
• Объемные. Это полностью трехразмерные конструкции. Формируются они из предварительно изготовленных металлических решеток.

4. Металлокаркасы для лестничных пролетов.

Такое исполнение лестницы отличается прочностью и долговечностью. Как правило, сначала конструкция монтируется, затем ее облицовывают. В качестве облицовки используют разнообразный материал: металл, дерево, камень и т. д.

Металлический каркас не только придает лестнице прочность и долговечность, но и часто является оригинальным дизайнерским ходом.

5. Интерьерные металлокаркасы.

Чаще всего – это металлические каркасы мебели. Скамейки, стулья, столы, кровати и т. д. Плюсом такой мебели является ее долговечность. Изделия, основой которых является металлокаркас, более устойчивы к внешним воздействиям и способно выдержать большие нагрузки.

В массе своей такая мебель не отличается изысканным дизайном. Она находит применение в служебных помещениях. Однако некоторые образцы на основе металлического каркаса, разработанные профессиональными дизайнерами по индивидуальному заказу, могут быть уникальными объектами, способными украсить любой интерьер.

Устройство металлических каркасов также нашло широкое применение в промышленном строительстве. Их применяют при возведении перегородок, сборных потолков и полов. Каркасные конструкции незаменимы при сооружении спортивных и зрелищных арен, оформлении спектаклей и перформанса.

Достоинства и недостатки металлического каркаса

Основным достоинством устройства металлического каркаса при строительстве зданий является сравнительно малая трудоемкость работы. Технология основана на сборке уже готовых элементов, выполненных на заводском конвейере, который обеспечивает точность деталей, их качество и массовость производства.

Детали каркаса крепятся между собой в основном болтами. Крепление болтами – это относительно нетрудоемкая, технологичная операция, позволяющая использовать средства механизации. Кроме того, при монтаже каркаса отсутствуют «мокрые» процессы, имеющие место в строительстве.

Поэтому, имея небольшое количество квалифицированных рабочих, обеспечив электроснабжение строительной площадки, без применения тяжелой техники на облегченном фундаменте можно возвести каркас конструкции целого дома всего за 2-3 недели. Меньше, чем при традиционном строительстве, будут и финансовые расходы.

Среди недостатков строений со сборным каркасом из металлического профиля отметим в первую очередь потерю устойчивости конструкции при пожаре. Под действием прямого огня металлокаркас очень быстро теряет устойчивость, что приводит к обрушению всего здания и может стать причиной большого количества жертв. Еще одним недостатком является наличие так называемых «мостиков холода» (металлические детали, контактирующие с внутренней и внешней сторонами стены, способные уводить тепло из помещения наружу).

Устройство каркаса из металлического профиля

Основа каркаса – профиль. Его, как правило, делают из оцинкованной стали. Различают несущий и направляющий профили. Последний формирует плоскости и крепится к несущему.

Все профили различаются своей формой и размерами.

• Несущий профиль марки CD (ПП). Это самые распространенные типы профиля для стоек и потолка. Самый популярный размер для потолка и стен – CD-60 (ПП-60). Он прочен, имеет невысокую погонную массу и легко гнется, что необходимо при сборке многоуровневых потолков. Стандартные размеры составляют от 2,75 м до 4,5 м с поперечным сечением 60 на 27 мм.
• Арочный. Довольно дорогой профиль, используемый при формировании сложных фигурных конструкций. Его легко гнуть руками. Типоразмеры те же, что и у профиля, описанного выше.

• Направляющий из металла UD (ПН). Устройство этого вида металлического профиля «заточено» под монтаж гипсокартона. Размеры профиля UD-27 (ПН-27) с сечением 28х27 мм совпадают с толщиной ГКЛ. Стандартная длина рейки составляет 3 м.
• Профиль марки CW (ПС). Несущий или стоечный металлический профиль для стен, арок и перегородок. Самостоятельно используется редко из-за низкой жесткости. Для ГКЛ рекомендуется CW-50 с размерами сечения – 50х50 мм. Есть аналогичные элементы с большим сечением – CW-75, CW-100 (50х75 мм и 50х100 мм соответственно).
• Направляющий UW (или ПН). Эта марка обычно используется совместно с маркой CW. Самым распространенным размером является UW-50. Его используют для формирования внешних углов. Размер сечения – 50х40 мм. Для сборки каркасов применяют UW-75, UW-100 совместно с CW-75, CW-100.

Толщина металла, из которого сделан профиль, различная. Оптимальная составляет 0,55–0,6 мм.

Из аксессуаров и приспособлений, упрощающих монтаж и увеличивающих прочность сборных металлических каркасов, используют следующие элементы:

• Подвесы. Различают прямой и анкерный. Первый выполнен в виде металлической перфорированной ленты с возможностью продольного сгибания ее в виде буквы «П». Подвес крепится к несущей поверхности дюбелем и рассчитан на нагрузку до 40 кг. Длина такого подвеса составляет от 7,5 до 30 см (наиболее распространенная длина – 12,5 см).

Анкерный или пружинный подвес с тягой используют тогда, когда длины прямого не хватает. Для ее увеличения служит тяга-спица размером от 25 до 100 см. Рассчитан такой подвес на 25 кг нагрузки. Использование этого подвеса упрощает установку потолка в горизонтальной плоскости.

• Соединители несущих профилей. Их можно разделить на продольные, крестообразные, двухуровневые и угловые. Продольные соединители служат для увеличения длины несущего профиля. Крестообразные или одноуровневые («крабы») применяют для крепления реек из металла одного уровня крест-накрест. Их грузоподъемность составляет до 20 кг/м² поверхности. Двухуровневые соединители предназначены для связки несущих профилей различных уровней.

При установке металлического каркаса применяют следующий крепеж:

• Дюбели. Обычно применяют такие приспособления из пластмассы двух типоразмеров. Для крепления направляющих – 40 мм, для крепления каркаса второго уровня – 6 мм.
• Саморезы. Служат для соединения элементов каркаса между собой и крепления к ним гипсокартона. Применяют саморезы сверлящие (головка типа буравчик – LB), прокалывающие (головка – LN), диаметром 3,5 мм и длиной 9–16 мм, а также универсальные с пресс-шайбой и острой головкой или тексы с размером 9,5х3,5 мм. Гипсокартон крепят саморезами по металлу TN25 длиной 25 мм и диаметром 3,5 мм с частой резьбой. Для многослойного гипсокартона применяют детали длиной 35 мм.

Сборка металлического каркаса для потолка, стен и устройства перегородок

Перед тем как приступить к работе, проводятся обмеры и расчет. В случае капитального ремонта монтаж нужно начинать с потолка, переходя потом на стены. Разметку потолка начинают с самого его нижнего участка, а стен – с заваленной внутрь комнаты или с откосов окон. Расстояния профилем должно соответствовать размеру листов гипсокартона (40 или 60 см).

Приступать к следующей стене следует только после того, когда полностью будет завершена обшивка предыдущей. При монтаже необходимо сразу же учесть установку светильников, розеток, выключателей, предусмотреть места для прокладки коммуникаций, продумать, как будет установлена теплоизоляция и звукоизоляция. Обычно между каркасом и стеной оставляют свободное пространство около 10 см. Под направляющие подкладывают уплотнительную ленту, промазанную герметиком.

Из инструментов необходимо иметь болгарку, лазерный или строительный (двухметровый) уровень.

• Работа с потолком.

В первую очередь с помощью лазерного уровня по всему периметру нанесите линии положения направляющего профиля. При этом следует учесть кривизну потолка, толщину профиля, размеры листа гипсокартона и изоляции.

Затем нарезаются и равномерно, с шагом 50 см, крепятся гвоздями дюбелей сами направляющие. После чего на потолке размечают точки крепления прямых подвесов – несущего профиля. Следует иметь в виду, что расстояние от стены до первого подвеса – 20 см. Остальные ставят с шагом 40–60 см, но не менее одного метра.

Затем готовят несущий профиль. При необходимости его удлиняют с помощью продольного соединителя.

Несущие устанавливаются в следующем порядке: первый ставится в 10 см от стены, второй от него через 40 см, а все остальные с шагом 50 см. Если планируется вешать тяжелые люстры, то шаг снижают на 5 см. На этом этапе важно убедиться, чтобы светильники не попадали на каркас. После проверки на плоскостность подвесы прикручивают к профилям.

Поперечные балки ставят реже и связывают их крабами. Фактическое положение несущего профиля отмечают на стенах, чтобы не промахнуться при последующей установке листов гипсокартона.

• Работа со стенами.

Определив заваленную сторону, начинают с нее разметку. В соответствии с разметкой по всему периметру прокладывают и закрепляют направляющий профиль, после чего приступают к монтажу несущих:

• Несущие нарезаем кусками на 1 см короче расстояния между направляющими. Первую вертикаль ставим в 10 см от края стены или в углу, следующие – через каждые 40 или 60 см, в зависимости от требуемой жесткости.
• При помощи саморезов с пресс-шайбой соединяем их.
• И, наконец, крепим подвесы к стене при помощи дюбелей. Делаем это, ориентируясь по предварительно натянутым нитям.

Соединяем подвесы с профилем. В углу профиль крепят к стене уголком, сделанным из куска профиля. Его надрезают по бортику, сгибают под 90°, одним концом крепят к стене, а другим прикручивают к несущему профилю саморезами. Такое устройство обеспечивает более прочное соединение.

В тех случаях, когда высота стен больше длины листа гипсокартона, в местах соединения листов необходимо установить поперечные балки. Так как листы устанавливают в шахматном порядке, то перемычки ставятся сверху или снизу по ширине листа.

• Установка перегородки.

На стенах, потолке и полу выполняют разметку под направляющие с учетом ширины перегородки. Далее нарезают или удлиняют профиль до требуемых размеров и приступают к его монтажу. Крепление осуществляется дюбелями. Шаг – 60 см.

После установки направляющих приступают к монтажу вертикальных стоек из несущего профиля. Его также устанавливают с шагом 40 или 60 см в зависимости от требуемой жесткости конструкции. Соединяют с несущим профилем стойки саморезами с каждой стороны в четырех местах или просекателем.

Поперечины из несущего профиля монтируют с таким же шагом. Несущие соединяют при помощи вырезов бортика на поперечинах. Крепят саморезами. Важно учитывать наличие проводки и коммуникаций. Под них делают специальные крепежи. Также внимание уделяется дверным проемам и нишам, если они планируются. Для большей прочности между стенами перегородки устанавливают перемычки, которые выполняют из кусков профиля.

Если выбран рифленый ПС, его не закрепляют. За счет его рифленой поверхности они и самостоятельно удерживаются в покое. Это экономит время монтажа.

Стоимость устройства металлического каркаса

Расценки на установку металлических конструкций зависят от таких факторов, как:

• Площадь постройки. Как правило, существуют скидки на большие объемы работ.
• Вид сооружения и уровень его сложности. Ясно, что уровень требований к холодному складу и к такому же по площади торговому комплексу будет разным. Соответственно, различными будут как затраты на строительство, так и цена на него.
• Ценовая политика компании.
• Вес металлических конструкций. Стоимость здания во многом зависит от общего веса монтируемого каркаса.
• Район. Расходы на доставку оборудования и перевозку рабочих так или иначе связаны с местоположением объекта.
• Состояние инфраструктуры. Дороги, в том числе и свобода проезда к объекту грузового транспорта и техники. Наличие электро- и водоснабжения и возможность к нему подключиться.
• Срочность выполнения. Если работу нужно произвести быстро, то появляется необходимость задействовать дополнительные бригады, увеличить объем используемой спецтехники при выполнении монтажа, ввести посменный график.