Я хочу построить цельнометаллическое самодельное здание. Действительно ли металлический каркас и балки настолько невозможны?

введите описание изображения здесьЯ строил планы дома моей мечты. Сначала мой друг-архитектор сказал, что может помочь, но сейчас у нее слишком много дел, и у нее даже нет времени взглянуть на чертеж. Тогда цены на пиломатериалы были заоблачными, и кто-то предложил мне использовать металл. Поэтому я перерисовал свои черновые планы с учетом металла, но по-прежнему обнаруживаю нехватку информации. Как таблицы span. Они существуют для дерева, но я едва могу найти математику для расчета максимальных прогибов в металле. Как только я сталкиваюсь с какими-либо вопросами, я остаюсь в неведении.

Я отнес это инженеру в город, и он сказал, что деревянная конструкция является стандартной. Есть фиксированные таблицы и места размещения, которые вам просто нужно найти в коде. Это легко именно потому, что вам не нужно заниматься математикой. Проектировать металлическое здание сложно, а промежутки и т. Д., Используемые для дерева, не будут работать, потому что постоянные нагрузки намного тяжелее. Я мог бы перепроектировать здание, чтобы выдерживать большие нагрузки, но с более высокими затратами, но я не могу доказать это без математики.

Заинтересованный инженер мог бы посчитать и дать мне набор чертежей, но окружной инспектор по строительству не будет знать, как их читать и что делать, если нам придется хоть немного отклониться. Мне придется отнести их государственному эксперту по сталелитейной промышленности вместе с математикой, чтобы получить его одобрение. Если я что-то изменю, мы буквально вернемся к чертежной доске.

Я начал оглядываться на свои рисунки по дереву, но даже тогда я хотел, чтобы стальная балка проходила через 20-футовый пролет на кухне и в большой комнате. Мне бы точно нужны были 2х12х20 по этим просторам и не все породы дерева были бы достаточно прочными. В других местах я мог обойтись 10-футовыми пролетами по длине дома.

Теперь, когда я посмотрел на него, меня на самом деле больше интересует сталь и особенно ее свойства защиты от гниения, насекомых и воды. Это все совсем безнадежно или есть способ закончить конструкцию сталью? Куда мне обратиться, чтобы найти подходящего архитектора или инженера?

Извините, если это звучит грубо, но вам действительно следует нанять архитектора, прежде чем двигаться вперед, или, по крайней мере, потратить несколько сотен часов на самостоятельную учебу. Эстетика очень важна, особенно в доме. Есть веские причины, по которым планы этажей домов имеют много общего, и это потому, что мы, люди, живем в них. Если вы построили это здание, как задумано, вы его возненавидите. Нет ничего плохого в том, чтобы попытаться спроектировать собственное здание, но начните с установленной базовой линии, такой как американский 4-квадрат, и модифицируйте ее.
Дома из морских контейнеров стали довольно популярными. Хотя я не знаю, как они их отправляют.
Отправим морские контейнеры. Это первое, что пришло в голову, когда увидел ваши планы. Ваши размеры могут не совпадать с транспортными контейнерами, но внешний вид соответствует. Нужен инженер/архитектор для согласования дизайна, но они сильно экономят на внешнем строительстве.
Невозможно, чтобы вы получили здесь подходящую помощь, чтобы в конечном итоге получить законный и пригодный для строительства проект вашего дома. Здесь нет другого выхода, кроме как доверить работу лицензированным профессионалам. Здесь слишком много вопросов для начала, и последний на самом деле единственный актуальный, что делает этот вопрос фактически вопросом покупки (т.е.: где я могу найти хорошего архитектора или инженера?), так что я думаю, что это совершенно не так. тема.
Ваш проект — это, по сути, дом в южном стиле. Один длинный коридор вниз сбоку с выходящими из него комнатами. Их построено много, много тысяч, и если вы немного поискате, вы найдете множество изображений. Я бы посоветовал вам даже пройти виртуальные прогулки по некоторым доступным, чтобы убедиться, что вам понравится, как они изложены.
«Деревянное строительство является стандартом» может быть правдой там, где вы живете, но точно не везде. Если не считать уцелевших многовековых исторических зданий, вы не найдете их в Великобритании или большей части Европы, например, просто потому, что все леса уже были вырублены на древесину много веков назад. (И если кто-то хочет заявить, что перевозка деревьев на 1000 миль для строительства домов является чем-то «экологичным», он имеет право на свое мнение, ИМО.)
«противоводные возможности» Не всякая сталь соответствует этому требованию. В моем старом доме мне пришлось заменить стальные перемычки, потому что они расслаивались, вздувались и трескались известковым раствором на соседнем кирпичном пролете. Когда я увидел их после того, как их сняли, они выглядели так, будто десятилетиями лежали на дне моря.
@alephzero Это не совсем актуально, если только вы не хотите, чтобы OP импортировала британские строительные материалы и инженеров и строила в соответствии с британскими стандартами (которые совершенно не подходят для очень жаркого, влажного, ветреного или холодного климата).
Сталь очень легко ржавеет от воздействия. Если ржавчина может быть проблемой, никто не купит ее, если вы когда-нибудь захотите ее продать. Он также очень легко собирает конденсат ВЕЗДЕ, так как является хорошим проводником тепла. Если вы делаете что-либо из стали, убедитесь, что (1) вы получили профессиональный совет о том, как защитить его от влаги и промежуточной (скрытой/межэтажной) конденсации, (2) спроектируйте его так, чтобы конструкционную сталь можно было легко осмотреть в любое время, в любой части. , (3) это должен сделать профессионал со страховкой. Это НЕ легко сделать, для этого, вероятно, ПОТРЕБУЕТСЯ специалист по структурной гидроизоляции или инженер-строитель.
@J ... также каменная кладка, которая может пройти коды землетрясений, ураганов и торнадо в США, намного дороже, чем здания с деревянным каркасом.
@Stilez re: ржавление стали - это серьезная проблема для незащищенной конструкционной стали, поэтому перемычки Джимми Джеймса испортились (я бы порекомендовал армированные кирпичные перемычки вместо прямой стали для их ситуации), но холодногнутые конструкционные стальные элементы оцинкованы (от G60 до G90) на заводе, что обеспечивает их долговечность, легко сравнимую с деревянной стойкой.
@J ... - здесь вы совершенно ошибаетесь - предписывающий дизайн AISI S230 разрешен в соответствии с IRC в R603 (который также содержит упрощенную версию предписывающего метода проектирования AISI S230, достаточную для большинства потребностей DIY в своем собственном верно)
@FreeMan: Не совсем так. Определяющими элементами домов с дробовиками были их невероятные ограничения по ширине, часто уже, чем 12 футов в ширину, этот план почти вдвое больше. При такой узкой ширине эти дома не жертвовали этой ценной шириной ради боковых коридоров, комнаты переходили одна прямо в другую. Хотя план, предложенный OP, немного узковат, он все же достаточно широк, чтобы извлечь выгоду из более традиционных, более удобных для жизни подходов к планировке, чем «прихожая больничной палаты». Если у вас нет этого ограничения, это не дом с дробовиком, это просто плохой дизайн.
Gavlanized не всегда достаточно. Зависит от их положения. Агрессивные грунтовые воды, неадекватное бетонное покрытие, если оно было покрыто, случайное удаление/царапание на участке, наличие серы в воздухе или течение времени. Оцинкованная сталь не является невосприимчивой, она просто лучше защищена, и осведомленный покупатель, который знает, что это самодельный дизайн и работа, будет правильно знать, что риск любой ошибки выше, чем обычно. Влага совершенно неумолима, цинк в конечном итоге выходит из строя, если сам не полностью и достаточно защищен, и я боюсь, что вы можете быть чересчур самоуверенны в этом аспекте.
С другой стороны, код здесь - 3 слоя битумной краски поверх любого цинкового покрытия, где есть воздействие влаги, плюс что-то физическое в качестве барьера, чтобы предотвратить случайное повреждение слоев кем-либо или чем-либо впоследствии. Это может помочь.
@ThreePhaseEel Конечно, вполне возможно спроектировать жилую стальную конструкцию. Однако у ОП нет необходимого опыта для успешного достижения этой цели без профессиональной помощи. Я думаю, что количество и характер вопросов в их посте довольно ясно демонстрируют это.
BSD — вы получаете много негативных отзывов о своей идее. Не принимайте это на свой счет! Нет ничего плохого в том, чтобы быть креативным и мыслить нестандартно (черт возьми, люди превратили фюзеляжи старых самолетов в дома), но часто возникают проблемы, о которых вы, возможно, не задумывались, когда начинали мыслить нестандартно. Несмотря на некоторую жесткость отзывов, примите их во внимание, когда будете оценивать свои способности к проектированию и свою готовность платить за дом своей мечты.
@ThreePhaseEel Я не уверен, что вы имеете в виду «прямую сталь». Это были угловые элементы, такие же, как у любого обычного кирпичного фасада в США, т.е. кирпичи должны были выходить наружу. Он был построен в 60-х годах, и я вижу много домов в этом районе, построенных примерно в то же время с теми же проблемами. Плохая/дешевая сталь – вот что мне сказал каменщик.
@JimmyJames - я имею в виду незащищенную (голую) стальную деталь (например, уголок)
Строить из металла (а не из покупной цены) в качестве структурных элементов невозможно, независимо от цен на пиломатериалы. Для 20-футового пролета вы используете LVL, если только вы действительно не хотите сэкономить несколько дюймов по высоте, используя двутавровую балку.
@Mazura - для традиционной двутавровой / K-балки, конечно, но CFS?
@ThreePhaseEel Тот же подход, что и в моем нынешнем доме, построенном в конце 30-х годов. Нет таких проблем.
@JimmyJames - интересно, интересно, что ваш нынешний дом делает по-другому для управления водными ресурсами?
О, сколько комментариев. Спасибо вам всем. Некоторые из основных вопросов: Этот дом не предназначен для перепродажи. Он предназначен для моей семьи, чтобы стареть. Через несколько лет у меня уйдут все мои подростки, и к нам переедет свекровь. Люкс для бабушки и дедушки в дальнем конце предназначен для уединения и расстояния. Верхний этаж будет предназначен для посещения взрослыми детьми. В основном мы будем жить в главной спальне и ванной между большой комнатой и кухней. Так что да, мы могли бы сделать что-то более привлекательное, но это идеально подходит для наших нужд.
Комментарии не для расширенного обсуждения; этот разговор был перемещен в чат .

Ответы (6)

Вы, вероятно, думаете о неправильном типе металла

Когда большинство людей думают о «металлических зданиях», они думают о двутавровых балках, колоннах и балках с открытой стенкой, которые используются в крупномасштабном строительстве. В то время как они эффективно используются в высотных зданиях, больших коробках и фабричных зданиях, где инженеры-строители могут все просчитать, заранее рассчитанные диаграммы пролета и нагрузки для них действительно труднее найти (в открытом Интернете K-балки они есть, но вы победили). не найти ничего подобного для двутавровых балок или колонн).

Вместо этого вам нужны холодногнутые стальные балки и шпильки — это стальной эквивалент габаритных пиломатериалов, с которыми вы знакомы, и, таким образом, для них доступны полностью предписывающие методы проектирования и диаграммы пролетов.

Это предусмотрено даже в самом IRC — IRC R603 содержит упрощенную версию обязательных требований AISI S230, ссылка на которую приведена выше. (Он находится прямо рядом с деревянной секцией!) Кроме того, собственные нагрузки для CFS во многих отношениях легче, чем даже у дерева, благодаря формам элементов, которые эффективно используют металл; Вы даже можете получить фермы крыши и пола из холодногнутой стали, если вам нужен больший пролет, чем обеспечивает балка CFS.

Тем не менее, есть семь основных отличий, о которых вам следует знать при использовании легкой рамной конструкции из холодногнутой стали:

  1. Шурупы и шуруповерт относятся к стали так же, как гвозди, а гвоздомет к дереву, как нельзя прибить стальной стержень. Это означает, что вам нужно не только прикрутить элементы рамы к их сопрягаемым аналогам, но также прикрутить обшивку, черный пол и гипсокартон к стойкам и балкам.
  2. Поскольку стальные шпильки могут быть изготовлены почти произвольной длины без ущерба для прямолинейности, конструкции из холодногнутой стали обычно имеют баллонный каркас ; напольные дорожки прикручиваются к внутренней стороне стоек, а при использовании негорючей обшивки нет необходимости и в противопожарной защите на уровне пола.
  3. В то время как вы можете использовать деревянную обшивку и черновой пол (фанера или ОСП) с холодногнутыми стальными стойками и балками, в большинстве конструкций из холодногнутой стали вместо этого используются негорючие конструкционные плиты обшивки. Они могут быть изготовлены либо из листовой стали, ламинированной гипсовой обшивкой (Sure-Board), либо из специального конструкционного цементного материала, армированного волокнами (USG/StructoCrete, Armoroc); в то время как последние, в частности, несколько тяжелее, чем фанера или OSB, они сохраняют гнилостные, устойчивые к ошибкам и водостойкие свойства стальной конструкции, на которую они висят.
  4. Поскольку сталь является гораздо более эффективным проводником тепла (перевод: тепловым мостом), чем древесина, стальные конструкции обычно гораздо больше полагаются на непрерывную внешнюю изоляцию, чем деревянные конструкции. Хорошей новостью является то, что у вас есть все те же варианты материалов для наружной изоляции, что и для деревянных конструкций: пенопластовые плиты представляют собой недорогой вариант, который можно использовать в качестве структурной обшивки и барьера для воздуха и пара, в то время как минеральная вата является жесткой. изоляция является водонепроницаемой и защищенной от насекомых, а также воздухопроницаемой и паропроницаемой.
  5. Холоднодеформированная сталь имеет абсолютно нулевую способность накапливать в себе влагу. Это означает, что вам нужны хорошие водостойкие и воздушные барьеры на внешней обшивке, а также надлежащие детали гидроизоляции на проемах, иначе влага будет скапливаться в виде лужи в нижней направляющей или структурном подоконнике. Хотя это не является полностью катастрофическим, поскольку CFS повсеместно изготавливается из оцинкованной стали, этого лучше избегать, как и в деревянном строительстве.
  6. Хотя сталь не будет гореть , если огонь попадет в полость, она в основном «сварится» и потеряет прочность при нагревании огнем, как это происходит, если вы засунете ее в кузницу. В результате вы должны быть весьма бдительны в отношении того, чтобы не допускать попадания горючих предметов в скрытые пространства; это означает, что блокирующие и монтажные элементы должны быть изготовлены из металла или других негорючих материалов, а не из дерева, и вы захотите использовать бронированные или покрытые металлом кабели для электропроводки вместо НМ (это также позволяет избежать риска повреждения оболочки с НМ в стальной шпильке). отверстия). Использование чугунных водосточных труб вместо АБС или ПВХ завершает удаление горючих веществ из скрытых отсеков, поскольку заполненные водой трубы обычно не являются проблемой при пожаре.
  7. Наконец, перекрытие больших расстояний с помощью простых балок (по сравнению с фермами) намного проще со сталью, чем с деревом, поскольку производители балок имеют гораздо больший контроль над продуктом. Повышение толщины стали до более толстой «стены» и использование более прочной стали (50ksi против 33ksi) позволяет вам делать такие вещи, как пролет 20 футов с балками глубиной 12 дюймов, которые потребуют полного перехода от размерных пиломатериалов в здании с деревянным каркасом. .
это именно то, что я искал. Да, я имел в виду CFS, и, хотя мне нужно пересмотреть свои планы на случай ряда ошибок, мне будет гораздо лучше использовать эти документы в качестве руководства. Спасибо.
Итак, вы говорите, что, поскольку дренажная и канализационная трубы обычно пусты, легковоспламеняющаяся пластиковая труба может загореться ... но это не влияет на линии горячей и холодной воды, поскольку они обычно заполнены водой?
@Harper-ReinstateMonica -- в принципе, да, поскольку вода действует как радиатор.

Существует множество предварительно спроектированных стальных строительных оболочек. Используйте один.

Они предлагаются коммерческими строительными компаниями для фермы и промышленных зданий. Они получили предварительно одобренное семейство конструкций и предварительно изготавливают все необходимые секции балки. Вы берете одну из их стандартных ширин и любую желаемую длину, если она кратна X футов. Они могут быть довольно сложными, но вся инженерия заранее просчитана и одобрена.

введите описание изображения здесь

введите описание изображения здесь

Пока вы не возитесь со структурной оболочкой, вы можете делать внутри нее все, что захотите.

Конечно вариант. Однако эти конструкции не рассчитаны на дополнительную нагрузку. Об этом варианте я говорил с инженером. Он говорит, что иногда работает так, но в основном вы строите деревянную ненесущую конструкцию внутри, и это сработает, только если я не хочу нести нагрузку на внешние стены. Так что возможно, но пока не то, на что я готов смотреть.

Предыстория: Мой отец был инженером-конструктором в сталелитейной промышленности и делал именно то, о чем вы просите - рассчитывал статику зданий и других крупных конструкций, размеры распорок, болтов и так далее.

Это все совсем безнадежно или есть способ закончить конструкцию сталью?

Да, это совершенно безнадежно.

Вы, как обыватель, не поймете этого правильно.

Теперь выслушай меня. Фактически , если у вас будет достаточно времени и денег, вы сможете построить стальное здание. Вы можете составить какой-то план и убедить себя в своей программе САПР, что все должно быть в порядке. Но у вас практически нет шансов пройти через соответствующие органы в какой бы стране вы ни жили, и, если у вас также нет стальных нервов, вы можете не выдержать этап строительства, прежде чем сойти с ума.

То, что вы описываете (то, что сказал вам этот инженер), совершенно верно . Это именно то, что вы можете ожидать, нет никакого способа обойти это.

Проблема не только в том, чтобы обойти «код», но и в том, чтобы правильно все измерить. Инженеры учатся этому годами (плюс иногда много дополнительных лет работы по оптимизации основ — в основном в отношении более экономичных решений).

Если вы не собираетесь строить все своими руками, вы, вероятно, также не сможете сказать своей строительной компании, что делать, поскольку вы не говорите на их языке (помимо того, что вы не найдете серьезной компании, занимающейся этим для вы без архитектора или инженера на вашей стороне).

Для многих деталей экономически невозможно сделать какие угодно размеры, но необходимо запастись материалом (т. е. типами балок, болтов, крепёжных конструкций, чем бы то ни было); это означает, что вам нужно хорошо знать их и их свойства, чтобы иметь возможность выбрать лучший, а не просто найти нужную строку в какой-то таблице «кода».

Когда мой отец рассчитывал такое здание, на выходе получались десятки и сотни страниц бумаги, тонко отпечатанных с формулами, числами, чертежами; позже в области компьютеров там также будут расчеты методом конечных элементов. Можно было бы ожидать, что целая глава будет посвящена только описанию конкретного сустава. Эти документы затем отправлялись властям, и они их буквально разбирали; все, что не было на 100% водонепроницаемым, было отправлено обратно, и его пришлось переделывать снова и снова, пока не было закончено.

Даже если ваш местный кодекс может облегчить это для частных домов, вы все равно не хотите, чтобы ваша крыша рухнула на ваших детей, верно?

Куда мне обратиться, чтобы найти подходящего архитектора или инженера?

В вашей области это называется "инженер-строитель", т.е. человек, который зарабатывает на жизнь статическим анализом. Как правило, они не работают на частных клиентов и не особо заметны для них, а в основном являются сотрудниками крупных компаний и работают в многофункциональных командах вместе с архитекторами и другими инженерами.

Если вы найдете архитектора, который сделает дизайн для вас, он позаботится о проектировании (зная или найдя нужных инженеров), а также будет должным образом инструктировать и контролировать фирму-исполнитель.

Итак, наймите архитектора.

Спасибо, @TooTea, за это. 👍
@AnoE - вы делаете то же (ошибочное) предположение, что, похоже, делал ОП, а именно, что двутавровые балки и стержневые балки - единственный способ построить вокруг стальное здание.
Меня определенно НЕ интересует красная сталь. CFS - это путь. Я просто пытаюсь вычислить балки на 20-футовом пролете. Тем не менее, я понимаю, что конструкция двутавровой балки потребует более детальной работы. Определенно хочу избежать этого, если это возможно.
@BSD - позвольте мне добавить к моему ответу пункт, который поможет вам решить эту проблему.
@ThreePhaseEel, спасибо за вклад, но это звучит как незначительная деталь в отношении моего вопроса (я не делаю никаких предположений или утверждений о каком-либо конкретном методе построения).

Сборный металлический сарай.

сборный сарай

Они популярны и долговечны. Они используются на фермах и мастерских повсеместно. Доступны многие, многие размеры и формы. Хижины Quonset, которым много десятилетий, все еще находятся в эксплуатации. Если вам нужно металлическое здание, почему бы не купить его у компании, которая их производит и продает. Там будут люди из компании, которые помогут вам установить его. Там будет стандартный способ их сборки. Затем вы можете сосредоточиться на творческих аспектах и ​​не беспокоиться о том, достаточно ли надежны используемые вами элементы, чтобы делать то, что вы от них требуете.

Надеюсь, у вас нет соседской ассоциации.

Хорошая идея. Имейте маленький, и они хороши. Они бывают разных конструкций и размеров, и у большинства компаний есть собственные инженеры и проектные группы, которые могут вам помочь.
Я могу ошибаться, но я думаю, что они мало чем отличаются от окон.
@TooTea Я уверен, что где-нибудь можно найти дизайны с окнами, но ваша точка зрения верна.
Это идея. Та же проблема со стальным каркасом и несущими наружными стенами. Это вариант, к которому я мог бы вернуться. Посмотрим. В любом случае, у нас нет ТСЖ. Это как в далеком лесу на новой ферме.

Это абсолютно можно сделать! У меня нет опыта, но у моего отца он был. Он имел степень инженера-механика и работал в строительстве коммерческих зданий, пока не смог основать свою собственную строительную компанию, занимающуюся строительством металлических зданий… .. особенно домов. Я вырос, заполняя отверстия для шурупов, обклеивая и обклеивая стены с шипами CFS.

Мой отец и мачеха построили свой дом только с собой и семьей…. Это заняло много времени, и в качестве конструкции он представляет собой комбинацию гигантских двутавровых балок из красной стали и CFS. Я всегда гордился их домом, зная, что мы все приложили руку к его строительству, и он намного прочнее, чем деревянные дома, которые массово производятся вокруг меня.

Просто хотелось бы, чтобы он все еще был рядом, чтобы спросить. Не сдавайся. Это может быть сделано.

Единственный способ действительно сделать что-то подобное — забыть о стали. Есть железо и ржавчина. Так же как и нержавеющая сталь, от кислотных дождей появляются пятнистые пятна ржавчины. Алюминий - лучшая альтернатива. Но чуть дороже. Смешение двух металлов может вызвать сильную коррозию обоих. Так что, если использовать алюминиевую палку с алюминиевыми винтами, но они легко ломаются ... Можно сделать это из меди, но с экспоненциально более высокой стоимостью, и она станет зеленой. Но очень гигиеничный из-за его антибактериального emviromemt металла ... но сталь, такая как оцинковка или даже золото, сделает ваши руки черными после того, как вы так долго возитесь с ней. Чистящие химикаты будут сильно отличаться из-за реактивации металла по сравнению с некоторыми химическими веществами... Они сделали алюминиевый автомобиль Delorean. Они делали алюминиевые фургоны. Автофургон может быть просто способом приветствовать

Спасибо. Пожалуйста, имейте в виду, что я смотрю на стальную раму, а не на внешний вид. Все должно быть защищено обшивкой, оберткой, изоляцией и какой-то обшивкой.
Я хочу построить цельнометаллическое самодельное здание. Действительно ли металлический каркас и балки настолько невозможны?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v