Преимущества использования стальных конструкций в строительстве

  1. Главная
  2. Статьи
  3. Преимущества использования стальных конструкций в строительстве
Преимущества использования стальных конструкций в строительстве
Долговечные стальные металлоконструкции каркасов зданий и сооружений – лучшее решение для создания надежных и дешевых жилых домов и функциональных сооружений общественного назначения. Металлоконструкции каркаса зданий можно создать быстро, в любое время года и с минимальными капитальными затратами. МЕТИНВЕСТ-СМЦ 0-800-30-30-70
Преимущества использования стальных конструкций в строительстве
Метинвест СМЦ
https://metinvest-smc.com/ru/articles/preimushchestva-ispolzovaniya-stalnykh-konstruktsiy-v-stroitelstve/
2022-05-03 14:03:13
Преимущества использования стальных конструкций в строительстве
25 Декабря 2019

Согласно официальной международной статистике развитие экономики каждой страны в значительной степени определяется объемами производства и потребления металлов и сплавов. Именно они сегодня являются основными материалами для производства оборудования и техники, а стальная конструкция все чаще выступает базой для создания различных зданий и сооружений, без которых современный человек уже не сможет существовать. И, несмотря на появление альтернативных вариантов, металлоконструкции (м/к) были, есть и будут наиболее доступным и экономически выгодным способом создания:

  • жилых домов и общественных зданий;
  • производственных, транспортных и инженерно-технических сооружений;
  • каркасов для возведения павильонов, теплиц, хранилищ, модульных строений.

Почему сталь считают технологией будущего

Сегодня страницы интернета и газет пестрят заголовками о создании различных материалов нового поколения, которые легче и прочнее стали. Но дальше теорий и дешевых сенсаций дело пока не зашло. На практике оказывается, что внедрение таких инноваций требует колоссальных финансовых затрат и сумасшедших даже для индустриального мира объемов энергии. По сравнению с различными современными материалами каждая конструкция из стали имеет ключевые и неоспоримые преимущества – полная ремонтопригодность и возможность вторичного использования, что особенно актуально в условиях тотального загрязнения окружающей среды пластиком и извечного вопроса переработки мусора.

Первым зданием в мире, которое было построено из стального каркаса, считается льоноперерабатывающий завод Ditherington Falx Mill. Предприятии было сооружено в английском пригороде Шрусбери в 1797 году. Хоть здание и было не выше современной пятиэтажки, его принято называть «отцом небоскребов», так как эта технология использовалась при дальнейшем возведении высотных зданий.

Стальной прокат используется все шире, а его сортамент, также, как и физико-механические и химические свойства сплавов, постоянно усовершенствуются. При этом за счет универсальности в обработке, прочности, ремонтопригодности, надежности сталей в эксплуатации их применение решает многочисленные проблемы жилого, коммерческого и производственного строительства. Сплавы с новыми легирующими компонентами позволяют:

  • создавать легкие стальные и тонкостенные конструкции с повышенной несущей способностью;
  • вести дешевое строительство мало- и многоэтажных домов и сооружений;
  • совершенствовать архитектурный облик зданий;
  • обеспечить высокие темпы производства.

stalnoi_karkas_smc

Стальные металлоконструкции безупречно соответствуют духу современной архитектуры. И с учетом того, что в дальнейшем в градостроительстве планируется отдавать предпочтение природным и рустикальным формам, только с их помощью архитекторы смогут воплотить свои замыслы в жизнь. В комплексе с экологичностью и невысокой себестоимостью это делает металлоконструкции наиболее перспективным материалом для ближайшего и далекого будущего.

Как применение стали повлияло на стоимость строительства

С точки зрения истории человечества стальные конструкции в архитектуре массово используются относительно недавно – лишь с конца XIX века. До этого зодчие применяли чугунное литье в сочетании с природными материалами. Оно позволяло моделировать нетривиальные архитектурные формы и создавать широкие пролеты, но стоило дорого. Здания с применением чугунных м/к были доступны лишь представителям богатых сословий и церкви.

С началом массового производства стали архитекторы смогли сделать металлокаркас здания более легким и дешевым. Они начали использовать стальные элементы в самых разных вариациях и модификациях, а не только в качестве армирующих каркасов, балок, связей и колонн. Это нашло отражение в архитектурном облике зданий и позволило сделать строительство более рентабельным, а многоэтажные дома доступными для среднего класса.

stalnoi_karkas_smc_stal

Снижение стоимости новых зданий почти на треть тут же привело к строительному буму, который способствовал интенсивному расширению городских кварталов. Получив рабочую силу, города стали активно развивать промышленность. А массовая индустриализация, в свою очередь, способствовала снижению себестоимости строительства и обуславливала создание новых сплавов.

Такая цикличная взаимосвязь существует до сих пор. Например, когда в строительстве начала использоваться сварка и монтаж металлоконструкций стал проще, появилась дешевая монолитная технология, а архитекторы смогли создавать сооружения с неограниченным применением стали в качестве несущих конструкций и фасадно-декоративных элементов. При этом по сравнению с расходами на возведение массивных кирпичных сооружений размеры сметных затрат на монолитные здания с м/к ниже от 15 до 50 % в зависимости от сложности планировочных решений.

Преимущества использования

Во время тотальной глобализации просто невозможно представить, как развивалось общество, если бы не стальные конструкции. Только благодаря им тандем инженеров и архитекторов смог создать великолепные по своей красоте и функциональности небоскребы, аэропорты, стадионы и мосты. А также автосалоны и ангары, оранжереи и зимние сады, торговые центры и развлекательные парки.

При этом особенности монтажа металлоконструкций и ценовая доступность листового, сортового и фасонного металлопроката открывают перед застройщиками и архитекторами неограниченные возможности. Что, в конечном счете, означает улучшение качества жизни для всех слоев населения.

Скорость строительства

Универсальность в обработке, инертность к температурному окружению и возможность ведения работ в течение всего календарного года позволяют поддерживать высокие темпы строительства в любой климатической зоне. При этом металлоконструкции могут:

  • поступать на стройплощадку в готовом виде с завода-изготовителя;
  • монтироваться непосредственно на строящемся объекте;
  • предварительно собираться на монтажном участке.

Облегчение фундамента

Учитывая соотношение прочности и плотности, сталь считается легким строительным материалом. По сравнению с деревом этот коэффициент у нее ниже в два раза, по сравнению с бетоном – в 8…10 раз и по сравнению с кирпичом – в 18…20 раз.

Соответственно, строения и сооружения из стальных конструкций могут возводиться на свайных, плиточных и ленточных фундаментах облегченной конструкции. А использование металлических стержней позволило снизить бетоноемкость и габариты фундаментных оснований с одновременным повышением их прочности и надежности.

Архитектурная выразительность

Гармоничность архитектурной композиции основана на закономерном и оптимальном сочетании конструктивных форм и объемов внутреннего и внешнего пространства. В зависимости от хода развития общества, формируются культурные традиции, свойственные для каждой исторической эпохи. И с началом индустриального мира в архитектуре стали господствовать практичность, лаконичность и функциональность.

Пластичность металла и его универсальность в обработке снимают любые ограничения и обеспечивают широкий простор для проектирования жилых домов, спортивных сооружений и общественно полезных строений. Используя металлоконструкции и металлокаркас, архитекторы могут:

  • отойти от общепринятых норм;
  • воплощать в жизнь нетривиальные проекты;
  • почти неограниченно использовать панорамное остекление;
  • организовывать внутреннее пространство по любому принципу.

stalnoi_karkas_smc

Сталежелезобетонные колонны идеальны для воплощения в жизнь сложных конструктивных решений и нетривиальных вариаций жилых и общественных зданий. Они позволяют объединять и соподчинять разнообразные элементы в единой конструкции. Главное, правильно рассчитать несущие нагрузки, а геометрические формы фасада и внутреннего пространства могут быть абсолютно любыми.

Возможность быстрой модификации

Оперативность и доступная стоимость монтажа металлоконструкций в сочетании с вариативностью выполнения монтажно-сборочных мероприятий открывают дополнительные перспективы по художественной и инженерно-технической модернизации строения. А возможность применения сварки и механической обработки позволяет в любой момент выполнить частичный ремонт или значительную реконструкцию любого металлического элемента.

Пластичность стального проката – лучшая основа для реализации многообразных художественных средств и применения нестандартных архитектурных приемов. А также игры с формой, оптическими иллюзиями, визуальным объемом и дизайнерским концептом.

Высокое качество строительства

Арочные системы, рамные и консольные пролеты, купольные перекрытия и прочие элементы, созданные из металлоконструкций, мало чувствительны к осадке опор и знакопеременным перепадам температур. За счет сварного или болтового соединения каркасные фрагменты прочно удерживаются в единой конструкции. А повышенная адгезия обеспечивает улучшенное сцепление металлической поверхности с бетоном.

Соответственно, их легко просчитать посредством BIM-моделирования и еще на стадии проектирования внести все правки и корректировки. В результате создается отлично сбалансированная конструкция, обладающая высокой жесткостью и значительным эксплуатационным ресурсом. А также экологичностью и функциональностью.

stalnoi_karkas_smc

Безопасность и долговечность эксплуатации

При соблюдении стандартов и технологий изготовление и монтаж металлоконструкций гарантирует надежную эксплуатацию возводимых сооружений вплоть до 150 лет. Высокая прочность и жесткость каркаса обуславливает стойкость строений к трещинообразованию и минимальные усталостные напряжения в несущих элементах.

Стальные конструкции отличаются долговечностью, ветростойкостью и огнестойкостью. Это минимизирует затраты на организацию их осмотра, техническую профилактику и огнезащиту. А в толще бетона металлоконструкции практически вечные. Они не выделяют вредных веществ, что особенно актуально при массовом распространении аллергических реакций.

Недостатки использования стали

Как и любой строительный и конструкционный материал, все металлы обладают рядом недостатков. И стальные сплавы не исключение.

Коррозия

Стальные конструкции подвержены атмосферной и электрохимической коррозии. В первом случае металлопрокат корродирует под воздействием влаги. Во втором случае его деструктуризация может быть спровоцирована взаимодействием с жидкими электролитами – водными растворами кислот, солей и щелочей. Электрохимической коррозии наиболее подвержены подземные м/к.

Но сегодня коррозия стальных сплавов уже не является столь актуальной проблемой, как сто лет назад. Нанесение тонкого слоя эпиламирующих составов, использование ингибирующих растворов и нанесение защитных покрытий – все это требует незначительных экономических вложений, и в то же время многократно увеличивает эксплуатационный ресурс стальных металлоконструкций.

Неудовлетворительная огнестойкость

При воздействии температур выше +600 ˚С сталь утрачивает свои свойства и переходит в пластичное состояние. Но данный факт актуален для конструкционных углеродистых сплавов.

Для объектов повышенной надежности еще на стадии проекта закладывают использование специальных марок, характеризующихся теплоустойчивостью или жаростойкостью.

stalnoi_karkas_smc

Большой вес

Учитывая, что средняя плотность стальных сплавов составляет около 7,85 кг/м3, высотные здания и сооружения имеют довольно большой вес. Это требует от проектировщиков безукоризненно выполненных расчетов, а от исполнителей – строгого соблюдения регламента проекта и строительных норм. Что касается прочности и надежности основания, то применение свайных фундаментов позволяет осуществлять монтаж металлоконструкций на любых грунтах и почвах.

Экономический фактор использования металлоконструкций из стали

При сравнении по основным технико-экономическим показателям зданий, возведенных по разным технологиям, но имеющих идентичные параметры и схожие архитектурно-планировочные решения, более экономически выгодными окажутся строения, построенные на основе м/к. Конечно, бетон дешевле, но при использовании металлоконструкций ощутимый экономический эффект достигается за счет сокращения сроков строительства, минимизации фундаментных работ и общей материалоемкости, а также за счет быстрого возврата инвестиций.

Используя стальные конструкции каркасов, колонн, балок и связей застройщик в значительной мере минимизирует объемы применяемых материалов и количество несущих элементов. Это положительно сказывается на:

  • снижении объемов работ;
  • количестве задействованных работников;
  • объеме используемых капиталовложений.

Это позволяет задействовать однотипное оборудование на разных объектах и минимизировать нагрузку на логистические структуры предприятия. Учитывая, что в конечной стоимости любого среднестатистического проекта до 60% отводится на материалы и не менее 15% – на зарплату сотрудников, это в значительной степени ведет к удешевлению проекта и его высокой рентабельности.

При демонтаже здания все металлические элементы можно использовать во вторичном цикле переработки. А учитывая, что процентная доля м/к в современных зданиях может доходить до 80%, это выгодно экономически и снижает нагрузку на экосистему.

Выводы

Металлоконструкции и каркасы – наиболее подходящая основа для возведения крупнопролетных и многоэтажных зданий. Они характеризуются повышенным запасом прочности и отличаются большим сроком службы. Способны выдерживать значительные удельные нагрузки и позволяют применять экологически чистые и безопасные стройматериалы.

В зависимости от проектных особенностей возводимых сооружений строительная компания может выполнять монтаж металлоконструкций по технологии сборных, сборно-монолитных и монолитных систем. С помощью м/к можно создавать перекрытия больших площадей и разных форм, планировать внутреннее пространство с минимальным количеством перегородок и стен и, главное, обеспечивать реальную экономию денежных средств и трудовых ресурсов.

Компания Метинвест производит широкую линейку металлопродукции, которую можно приобрести для использования при возведении металлоконструкций. Из сортового проката можно купить швеллер, двутавр, металлические уголки, арматуру и другие виды фасонного проката. Из трубной продукции можно купить трубу круглую или профильного сечения. А также широкий сортамент листовой стали.

Мы рады, что вы заинтересовались информацией из нашего блога. И даем согласие на использование материалов для учебных целей или для личного пользования. Однако предупреждаем, что копирование информации для публичного распространения – это нарушения авторского права и других прав интеллектуальной собственности, согласно Бернской конвенции и Закона Украины об авторском праве №3792-XII.