Самокаркасные металлические здания представляют собой форму предварительно спроектированного здания, в котором в качестве важных частей несущей системы используются рулонные кровельные и стеновые панели. Дополнительные конструктивные элементы могут включать элементы фрезерования или холодной штамповки для придания жесткости периметру диафрагмы, передачи усилий между диафрагмами и обеспечения соответствующего обеспечения. Как и большинство быстровозводимых зданий, каждое здание будет снабжено всеми необходимыми компонентами для формирования целостной строительной системы.
Критерий дизайна
Независимо от местоположения площадки проекта, здания должны быть спроектированы в соответствии с надлежащей инженерной экспертизой. Здания должны быть рассчитаны на все применимые нагрузки, включая следующие:
В Соединенных Штатах
Проектируемый структурный проект должен соответствовать применимым разделам последнего издания «Спецификаций для несущих стальных зданий» Американского института стальных конструкций (AISC) и «Спецификаций по проектированию холоднокатаных стальных конструктивных элементов» Американского института железа. и Институт стали (AISI).
Во многих районах Соединенных Штатов требуется использование строительных норм штата или местного значения, которые могут отличаться от «Международных строительных норм и правил». Строительные нормы и правила, такие как «Международные строительные нормы» и «Единые строительные нормы» (UBC), заметно отличаются друг от друга и часто пересматриваются на местном уровне.
В Канаде
Здания с самонесущим каркасом подпадают под действие Национального строительного кодекса Канады (NBCC), принятого и измененного каждой провинцией и территорией. Что касается стальных конструкций, NBCC ссылается на CAN/CSA S16 «Проектирование стальных конструкций» и CAN/CSA S136 Североамериканские спецификации на проектирование стальных несущих элементов холодной штамповки.
Производители должны пройти сертификацию в соответствии с Сертификацией производителей стальных строительных систем CSA A660. Помимо прочего, производитель должен предоставить чертежи и документы, запечатанные профессиональным инженером, имеющим лицензию в провинции или на территории объекта проекта. Сертификат соответствия проектирования и производства, должным образом заполненный инженером, знакомым с проектированием и производством, должен быть предоставлен владельцу и представлен в орган, обладающий юрисдикцией (AHJ), вместе с заявкой на получение разрешения.
Строительные нормы и правила требуют, чтобы документы были адекватными, позволяющими провести проверку структурной компетентности здания (например, NBCC, Часть 4). Орган, обладающий юрисдикцией, обычно требует чертежи, отражающие архитектурные аспекты (например, части 3, 5 и 11). Из-за ограниченной сложности и размеров самокаркасных зданий для этой цели часто принимаются чертежи производителя, но владелец должен знать, что это не всегда так.
Кровельные и стеновые панели
Внешние панели крыши обычно представляют собой единую непрерывную длину от карниза до линии конька для зданий в стиле двускатной крыши или от низкого карниза до высокого карниза для зданий с одним скатом или односкатной крышей. Многие производители поставляют листовую сталь толщиной не менее 24 калибра (номинал: 0,0239 дюйма; 0,61 мм) в самокаркасных конструкциях крыш.
Панели наружных стен обычно представляют собой единую непрерывную длину от основного канала до карниза здания, за исключением случаев, когда они прерываются проемами в стенах. Многие производители поставляют листовую сталь толщиной минимум 24 калибра (номинальная: 0,0239 дюйма; 0,61 мм) для конструкций самонесущих стен.
Прочность диафрагмы или устойчивости стеновых и кровельных систем зависит от таких факторов, как сборка шва панелей производителем внахлест, и ее следует проверять путем полномасштабных испытаний. Проемы уменьшают локальную несущую способность конструкции стены или крыши, и их следует учитывать при первоначальном проектировании конструкции. Производитель может предоставить рекомендации по ограниченным модификациям дополнительных отверстий на месте.
Размеры
Ширина здания: от 3 м (10′ +/-) до 10 м (32′ +/-) является обычной. Ширина в первую очередь ограничена способностью кровельной панели выдерживать приложенные гравитационные нагрузки (например, собственный вес, снег) и подъемные нагрузки ветра. В более высоких зданиях стеновая панель может быть ограничивающим фактором ширины из-за прогиба неподдерживаемой длины стеновой панели.
Длина здания: обычно от 3 м (10 футов +/-) до 10 м (32 фута +/-). Длина в первую очередь ограничивается способностью пути нагрузки передавать нагрузки на вертикальную систему связей (например, торцевую стену фронтона). Длина здания может быть увеличена за счет дополнительных отдельных систем распорок (например, горизонтальная распорка на уровне крыши, портальная рама, диагональная распорка, внутренняя перегородка, перегородка).
Высота здания: обычно от 2,5 м (8 футов +/-) до 7,5 м (24 фута +/-). Высота в первую очередь ограничивается способностью стеновой панели выдерживать ветровую нагрузку. Высота может быть ограничена в узких зданиях из-за предела прочности торцевых стен фронтона на сдвиг.
Многие производители публикуют таблицы, соотносящие нагрузки с размерами здания и ограничениями (например, соотношение панелей неполной высоты и панелей полной высоты, где требуются проемы в стенах).
Доставка
Как правило, самокаркасные здания доставляются на площадку в разобранном состоянии со всеми деталями и оборудованием. Небольшие самокаркасные здания могут быть полностью собраны на предприятии производителя и доставлены на площадку.
Профессионалы проектов и здания, спроектированные производителем
Архитектор проекта, которого иногда называют «архитектором записи», обычно отвечает за такие аспекты, как эстетика, размеры, комфорт жильцов и пожарная безопасность. Когда для проекта выбирается предварительно спроектированное здание, архитектор принимает условия, присущие предложениям производителя по таким аспектам, как материалы, цвета, структурная форма, размерная модульность и т. д. Несмотря на наличие стандартных деталей сборки производителя, архитектор остается ответственным за обеспечение соответствия продукции и сборок производителя требованиям строительных норм и правил (например, целостность замедлителей воздуха/паров, изоляции, дождевой сетки; размер и расположение выходов; противопожарные узлы) и ожиданиям жильцов или владельцев.
Во многих юрисдикциях признается различие между инженером проекта, которого иногда называют зарегистрированным инженером, и сотрудником производителя или инженером-субподрядчиком, которого иногда называют инженером по специальности. Принципиальные различия между этими двумя субъектами проекта заключаются в пределах коммерческих обязательств, профессиональной ответственности и ответственности.
Зарегистрированный инженер-строитель отвечает за определение проектных параметров проекта (например, материалы, нагрузки, стандарты проектирования, пределы обслуживания) и за обеспечение того, чтобы проекты элементов и сборок, разработанные другими, были согласованы в глобальном контексте готового здания.
Инженер-специалист несет ответственность за проектирование только тех элементов, которые производитель обязан поставить на коммерческой основе (например, по контракту), а также за передачу процедур сборки, проектных допущений и реакций в той степени, в которой проектирование зависит от работы других лиц или влияет на нее, чтобы Зарегистрированный инженер — обычно описывается в монтажных чертежах и руководствах по сборке производителя. Производитель производит спроектированную продукцию, но обычно не предоставляет инжиниринговые услуги для проекта.
В описанном контексте архитектор и ответственный инженер являются проектировщиками здания и несут полную ответственность за выполнение завершенных работ. Покупатель должен знать о профессиональных особенностях проекта при разработке плана проекта.
