При строительстве жилых и общественных зданий важную роль играет не только прочность конструкций, но и затраты на их возведение. Для зданий высотой до 25 этажей требуемые устойчивость и экономичность обеспечиваются с помощью каркасных систем. Ученые Пермского Политеха выяснили, какие строительные каркасы наиболее эргономичны. Исследование выполнено в рамках реализации программы академического стратегического лидерства «Приоритет 2030».
Исследование, опубликованное в журнале «Инженерный вестник Дона», (№10, 2022г), вносит вклад в обеспечение технологического суверенитета России.
Применяемые сегодня строительные каркасы можно разделить на три основные группы: монолитные, сборные и сборно-монолитные. Преимуществами монолитного домостроения являются разнообразие архитектурных решений, качественная звуко- и теплоизоляция, отсутствие соединительных швов. Но такое строительство осложняется зависимостью от погодных условий и необходимостью возведения массивных строительных лесов.
Сборный метод, в свою очередь, позволяет строить здания намного быстрее. Он не завязан на погодные условия и не требует возведения дополнительных сооружений. Но в этом случае уровень звуко- и теплоизоляции ниже, чем при монолитном строительстве, а планировки однотипны. Сгладить недостатки обеих систем позволяет сборно-монолитное строительство.
— В рамках исследования были спроектированы раскладка плит перекрытия, узел соединения сборных плит перекрытия с колоннами и монолитный стык сборных плит перекрытия. Несмотря на локальное удорожание, вызванное применением сборных колонн, экономичность сборно-монолитного каркаса по всем параметрам превосходит экономичность монолитного каркаса. Замена монолитного каркаса на сборно-монолитный означает, что существенная часть строительных работ, выполняемых на объекте под открытым небом, перемещена на предприятия сборного железобетона, где они будут выполнены более качественно и с меньшими трудозатратами, — рассказывает старший преподаватель кафедры «Строительный инжиниринг и материаловедение» Артем Лысков.
Ученые рассчитали, что замена монолитных конструкций сборными вдвое сократит трудозатраты на возведение каркаса здания и позволит увеличить скорость строительства на 30%. Применение многопустотной сборной плиты снижает вес перекрытия по сравнению с монолитным более чем на 30%, сокращается стоимость практически всех конструктивных элементов здания, включая затраты на возведение фундамента и перекрытий. Дом при этом остается прочным и безопасным.
Для справки:
Пермский Политех стал обладателем гранта «Приоритет 2030» в 2021 году. Его размер составил 100 млн рублей. «Приоритет 2030» является самой масштабной в истории России программой государственной поддержки и развития высших учебных заведений. Ее цель — формирование к 2030 году в России более 100 прогрессивных современных университетов, которые станут центрами научно-технологического и социально-экономического развития страны. Всего комиссия Минобрнауки РФ включила в программу «Приоритет 2030» 106 вузов из 49 городов страны, из них 60 % — региональные университеты.