Балки несъёмной опалубки - главный элемент сборно-монолитного перекрытия МАРКО

СБОРНО-МОНОЛИТНЫЕ ПЕРЕКРЫТИЯ В ЕВРОПЕ

Совершенствование сборно-монолитных перекрытий (СМП) обусловлено главным образом внесением изменений в конструкцию балок несъёмной опалубки. Широко используемая в большинстве стран Евросоюза балка представляет собой бетонный брусок, каждый метр которого весит  12-17 кг. В брусок на бетонном заводе замоноличен треугольный арматурный каркас. В Европе такой каркас чаще называют решетчатой фермой. Своим появлением ферма обязана Францу Фильцмозеру, который в 1962 года получил в Австрии патент. Спустя год здесь же появился станок для производства каркасов, который до настоящего времени остается техническим стандартом для машин подобного типа. Высокая производительность оборудования позволила резко расширить сферу использования сборно-монолитных перекрытий. С момента создания прошло более полувека, но в конструкции бетонной балки с решетчатой фермой ничего не изменилось. Уже в нынешнем столетии появились балки, в которых решетчатую ферму заменили на предварительно напряженную арматуру. Вес погонного метра такой балки увеличивается до 25-30 кг. 

БЕТОННЫЕ БАЛКИ В СТРАНАХ БЫВШЕГО СОЦЛАГЕРЯ

В странах бывшего соцлагеря балку в 1989 году начала производить Польша. Под торговой маркой TERIVA перекрытия с бетонной балкой здесь до настоящего времени используются очень широко. Под собственной торговой маркой ДАХ польские перекрытия TERIVA скопировала белорусская фирма АИСТ. Еще одна копия с сохранением торговой марки спустя некоторое время появилась на Украине. Более «основательно» подошли к копированию в Молдове. Здесь без всякого упоминания о польской ТЕРИВЕ появился полный ее аналог под брендом Radial Plus. Несколько лет назад этот аналог успешно перебазировался в Россию и обосновался в Тульской области. В 2014 году компания РАРИТЕТ без каких-либо изменений запустила производство  перекрытий TERIVA в С.Петербурге.  Спустя почти пятьдесят лет после создания перекрытия TERIVA появились и в России.

РОССИЯ ПРИДАЕТ УСКОРЕНИЕ РАЗВИТИЮ ТЕХНОЛОГИИ СМП 

На примере бетонных балок, которые используются пятьдесят лет без изменений,  российский застройщик может сделать вывод о том, что технический прогресс в европейской строительной отрасли остановился. При этом европейские  строители отмечают у бетонных балок немало недостатков. К ним в первую очередь они относят: относительно высокий вес балки, наличие холодного шва между «старым» бетоном балки и «новым» бетоном, который заливается на строительной площадке, отсутствие возможности стыковки балок между собой, избыточную «хрупкость» бетонного бруска при транспортировке и складировании.

Специалисты нашей компании с остановкой прогресса в технологии перекрытий не согласились. С 2012 по 2016 годы были разработаны и защищены патентами три балки с тонкостенным стальным основанием. Балки получили названия ПРОФИЛЬ, УНИВЕРСАЛ и АТЛАНТ. В 2012 году начался отсчет российской технологии перекрытий МАРКО.  Каждая новая разработка улучшала характеристики балок и перекрытий на их основе.  Ниже в обратном хронологическом порядке я расскажу более подробно о каждой профильной балке. 

 

Балки перекрытия МАРКО-АТЛАНТ

Переноска легких балок МАРКО-АТЛАНТ

КАКОЙ ЭЛЕМЕНТ ПЕРЕКРЫТИЯ ОПРЕДЕЛЯЕТ ЕГО ПРОЧНОСТЬ

Несущую способность (прочность) сборно-монолитных перекрытий определяет только арматурный каркас, который размещен внутри бетона. Этот постулат существует уже более ста лет.  На его основе сформировались и успешно применяются модели оценки прочности перекрытий. 

Ситуация не изменилась и после того как специалисты нашей компании заменили в балке тяжелый бетонный брусок  на легкий тонкостенный стальной профиль прочно связанный с бетоном. Площадь поперечного сечения нашего нового профиля, получившего имя АТЛАНТ, равна 319 мм2, но конструкторы при оценке прочности перекрытия 319 мм2 игнорируют и по-прежнему считают профиль всего лишь формообразующим элементом.

БЛИЖАЙШИЙ РОДСТВЕННИК ПЕРЕКРЫТИЙ МАРКО-АТЛАНТ

В тоже время уже более тридцати лет известны перекрытия, в которых тонкостенная несъемная стальная опалубка включена в силовую конструкцию перекрытия. Это, так называемые, сталебетонных перекрытиях на основе профилированного  листа. На стенках специального профлиста для этих перекрытий выполнены зигзагообразные выштамповки. В основополагающей работе показано, что профлист с выштамповками повышает прочность готового перекрытия почти в три раза.

В ПЕРЕКРЫТИЯХ МАРКО-АТЛАНТ ТОЖЕ ЕСТЬ ВЫШТАМПОВКИ, НО НЕ ТОЛЬКО

Аналогичную по назначению, но существенно отличающуюся по результатам работу, специалисты нашей компании провели для стального профиля перекрытий МАРКО. На днище профиля появились выштамповки, высота которых 4,5 мм. В этой части наши перекрытия мало отличаются от сталебетонных. Основное отличие в том, что на внутренней поверхности вертикальных стенок профиля АТЛАНТ которые непосредственно контактируют с бетоном,  нам удалось выполнить перфорацию (выступы) специальной формы, напоминающую всем известную терку для овощей.

Назвать перфорацию «терочной» несолидно. Поэтому пришлось ввести в строительный лексикон новый для России технический термин — перфорация с отбортовкой. Это термин использован в патенте №166749, который Федеральный институт промышленной собственности (ФИПС) зарегистрировал  в 2016 году. 

В результате на стенках профиля появились элементы, назначение которых в значительной мере аналогично назначению рифлений на арматуре периодического профиля. Таким образом,  гладкий профиль УНИВЕРСАЛ  превратился в «рифленый» профиль АТЛАНТ, который существенно усилил конструкцию перекрытия МАРКО. 

Дополнительная арматура за счет профиляВажно еще раз отметить, что площадь поперечного сечения профиля АТЛАНТ равна  319 мм2 и практически совпадает с площадью поперечного сечения четырех прутков арматуры диаметром 10 мм. Фактически в армировании балки сборно-монолитного перекрытия к двум имеющимся  стержням продольной  рабочей арматуры диаметром 10 мм прибавились еще четыре таких же стержня.  За счет «работающего» профиля коэффициент армирования бетона балки перекрытия увеличился в три раза. 

ЧТО В РЕЗУЛЬТАТЕ?

Перфорация и выштамповки обеспечили обновленному российскому профилю гарантированное сцепление с бетоном готового перекрытия. В результате стальной высокопрочный  профиль АТЛАНТ принял на себя значительную часть нагрузок, действующие на перекрытие.  С этого момента профиль превратился в рифленую внешнюю арматуру в составе перекрытия МАРКО, которая работает точно также, как работает в перекрытии обычная стержневая рифленая арматура, расположенная внутри бетона.  У этой внешней арматуры есть одна особенность — она сцепляется не только с бетоном балки перекрытия, но и бетоном монолитного пояса по периметру перекрытия. С этого момента монолитный пояс становится пятым элементом перекрытия МАРКО наряду с балками несъемной опалубки, блоками для заполнения межбалочного пространства, арматурной сеткой и скрепляющим бетоном. 

В перекрытиях МАРКО-АТЛАНТ используется два типа арматуры — внутренняя и внешняя. Причем вторая выполняет и традиционную для сборно-монолитных перекрытий функцию несъемной опалубки.  Графические элементы, демонстрирующие сцепление профиля с бетоном перекрытия, вошли в новый товарный знак перекрытия АТЛАНТ, который ФИПС зарегистрировал в  2018 года. 

Включение профиля в несущую конструкцию готового перекрытия позволило:

  • уменьшить диаметр рабочей арматуры каркаса;
  • уменьшить  общую толщину перекрытия и его собственный вес;
  • снизить стоимость готового перекрытия. 

Последнее обстоятельство позволило во многих проектах составить серьезную конкуренцию перекрытиям на основе пустотных плит, которые до настоящего времени считались самым экономичным вариантом устройства перекрытий. 

Завод МАРКО производит пять типоразмеров балок, предназначенных для формирования монолитных перекрытий толщиной 150, 200, 250, 300 и 350 мм. Возможная длина балок — 12 м. Отгружаются балки во все регионы России. 

 

Балки МАРКО-УНИВЕРСАЛ

ПРЕДКИ ПРОФИЛЯ АТЛАНТ

Новаторская разработка профиля АТЛАНТ обеспечила включения его в силовую конструкцию перекрытия. Несколькими годами ранее такая же новаторская разработка профиля УНИВЕРСАЛ существенно изменила конструкцию перекрытия как таковую.

И вот почему. Форма поперечного сечения бетонной балки СТАНДАРТ и тонкостенной стальной балки ПРОФИЛЬ предполагает использование для заполнения межбалочного пространства блоков специальной Т-образной формы. Иными словами, эти балки и блоки для них конструктивно жестко связаны. В Европе производство блоков из самых различных материалов (керамзитобетон, пескобетон, теплая керамика, пенопласт и др.) превратилось в отдельный бизнес. В России каждая компания, предлагающая бетонные балки, производит блоки только для себя.

Неразрывная конструктивная связь балок СТАНДАРТ и ПРОФИЛЬ с блоками специальной Т-образной формы существенно ограничивала распространение перекрытий МАРКО по территории России. Возить Т-образные блоки на значительные расстояния накладно, налаживать производство блоков в каждом регионе еще накладнее. У производителей газобетона, которые предлагают сборно-монолитные перекрытия с бетонными балками, блоки буквально выпиливаются вручную из серийных стеновых блоков. Такая трудоемкая технология изготовления пазов на блоках приводит к значительному их удорожанию.

ЧТО ПРЕДЛОЖИЛ СТРОИТЕЛЯМ ПРОФИЛЬ УНИВЕРСАЛ

Разработанная специалистами нашей компании форма поперечного сечения профиля УНИВЕРСАЛ позволяет использовать для перекрытий стандартные (типовые, заводские) стеновые или перегородочные блоки из газобетона, керамзитобетона, теплой керамики и других строительных материалов. Отпала необходимость в дорогих специальные Т-образных блоках. В результате стоимость перекрытий снизилась, одновременно повысилась их доступность.

Характерный пример в этом плане — перекрытия МАРКО-ГАЗОБЕТОН. Сегодня газобетон производят почти семьдесят заводов, блоки из газобетона продаются на каждом строительном рынке страны.

Заводы предлагают блоки с размерами от 50 до 600 мм. Такая широкая размерная номенклатура позволяет без проблем обеспечить в любом городе России необходимую проектную толщину перекрытий и перекрыть пролеты до 12 м.  

Известные газобетонные заводы быстро оценили все преимущества  новой балки. К ним в первую очередь следует отнести питерский АЭРОК, московские BONOLIT и YOTONG. Специалисты завода BONOLIT приняли участие в проведении испытаний перекрытий МАРКО на огнестойкость. Плита для проведения испытаний была укомплектована блоками BONOLIT.

Самые высокие в России показатели по огнестойкости перекрытий (120 мин) были получены с блоками завода из подмосковной Старой Купавны. Следует подчеркнуть, что после двухчасового огневого воздействия при температуре 1000 градусов ни один газобетонный блок BONOLIT даже не треснул. 

Потолок керамической части перекрытия

Большинство заводов по производству теплой керамики предлагают покупателям перегородочные блоки толщиной от 8 до 12 см. Из этих блоков легко набрать необходимую проектную толщину керамического перекрытия.

Именно такие блоки легли в основу перекрытия МАРКО-КЕРАМИКА. У застройщиков, отдающих предпочтение тому или иному строительному материалу, появилась возможность использовать этот материал не только для стен, но и для перекрытий. Доступность стандартных блоков позволяет снизить стоимость перекрытий. 

Стыковка балок под углом - демонстрационный образец  

Балки УНИВЕРСАЛ и АТЛАНТ легко стыкуются под углом друг к другу. Это позволяет формировать на базе перекрытий балконы, консоли, а также включать в перекрытия проемы различной формы. Характерный пример — дом Лотос в Подмосковье, в котором использованы перекрытия МАРКО с балками УНИВЕРСАЛ.

Застройщикам важно понимать, что стыковку балок под углом обеспечивают только профильные (включающие стальной тонкостенный профиль) перекрытия МАРКО. Стыковка под углом бетонных балок невозможна. 

Конструкция профиля УНИВЕРСАЛ и балок на его основе защищена патентом РФ

Балки МАРКО-ПРОФИЛЬ

ПРЕДОК ПРОФИЛЯ УНИВЕРСАЛ

Появление облегченной балки МАРКО-ПРОФИЛЬ обусловлено стремлением наших специалистов снизить вес бетонных балок СТАНДАРТ, который  значительно усложнял их монтаж на объектах реконструкции. Короткое видео демонстрирует трудности, с которыми сталкивались рабочие при монтаже бетонных балок в закрытом помещении. Особенно усложняется монтаж бетонных балок, если их длина увеличивается до 8-10 м, а вес до 150-170 кг.

Решить задачу кардинального снижения веса балок удалось в 2012 году. Бетонный брусок в балке СТАНДАРТ специалисты компании заменили аналогичным по размерам поперечного сечения С-образным тонкостенным стальным профилем. Погонный вес балки при этом уменьшился с 15 до 5 кг. Трудоемкость монтажа балок значительно снизилась. Новизну технического решения подтвердил патент РФ.

ЧТО ПРЕДЛОЖИЛ СТРОИТЕЛЯМ С-ОБРАЗНЫЙ ПРОФИЛЬ

Практика использования новой балки открыла целый ряд положительных особенностей конструкции. К ним в первую очередь следует отнести возможность стыковки балок под углом. По сути стыковка балок ПРОФИЛЬ во многом аналогична устройству стыков в конструкциях из легких стальных тонкостенных конструкциях (ЛСТК). Незначительно усложняет этот процесс только необходимость дополнительного армирования места стыка.

Используя стыковку балок архитекторы, конструкторы и обычные застройщики могут достаточно легко выполнить в перекрытии консоли, балконы, проемы любой формы.

Балки можно собирать непосредственно на строительном объекте. В некоторых случаях только за счет такой возможности конструктору удается решить поставленные архитектором задачи. На картинке справа на основе профильных балок выполнен козырек с консольным вылетом почти три метра.

На основе балок ПРОФИЛЬ специалистам компании удалось в процессе реконструкции деревянного перекрытия в московской квартире реализовать пролет 11.9 м. Работа эта была проведена без отселения жильцов квартиры, расположенной этажом ниже. Для этого была разработана специальная фиксирующая система, к которой балки подвешивались на время бетонирования.

Технологический процесс замены деревянных и ослабленных перекрытий значительно упростился. Ушли в прошлое тяжелые стальные балки, которые приходилось затаскивать в помещение отдельными частями, а затем стыковать эти части на месте.

Балки МАРКО-СТАНДАРТ

У БАЛКИ МАРКО-СТАНДАРТ ПОЛЬСКИЕ КОРНИ

МАРКО-СТАНДАРТ стало первым отечественным сборно-монолитным перекрытием, которое нашло свое место в строительстве. Бетонные балки этого перекрытия производятся с 2008 года до настоящего времени и уже стали классикой отечественной сборно-монолитной технологии. На картинке первая модель балки, выполненная в программе SolidWorks. 

Для изготовления балок были спроектированы и изготовлены три обогреваемых вибростенда, которые позволяли производить  в сутки до 500 м.п балок. Балки СТАНДАРТ в 2011 году вошли в состав сборно-монолитного перекрытия ИТОНГ.  Только в 2016 году ИТОНГ начал предлагать покупателям наряду с бетонными балки и облегченные балки УНИВЕРСАЛ.

С использованием балок СТАНДАРТ реализованы перекрытия с пролетами до 10 м. 

 

Несъёмная опалубка перекрытия СТАНДАРТ комплектовалась легкими блоками из полистиролбетона, которые позволили значительно снизить собственный вес перекрытия и в результате увеличить  допустимую полезную нагрузку. При необходимости увеличения толщины перекрытия опалубка комплектовалась доборными плитами из полистиролбетона или пенопласта.

Перекрытиями с бетонными балками укомплектованы в России тысячи объектов. Несмотря на относительно высокий вес балок СТАНДАРТ они поставлялись за тысячи километров от Москвы. Техническая необходимость часто заставляла потребителей не считаться с высокими транспортными издержками. Самая дальняя поставка из известных — Омск.

НЕДОСТАТКИ БАЛОК СТАНДАРТ

После  появления облегченных балок нового поколения мы начали явственнее говорить о врожденных недостатках бетонных балок. К ним в первую очередь следует отнести высокий по сравнению с тонкостенными профильными балками вес. Последний значительно ограничивает возможности использования перекрытий СТАНДАРТ внутри закрытых помещений. В этом видео проведено наглядное сравнение трудоемкости монтажа бетонных и профильных балок. «Ручной» монтаж — главное конкурентное преимущество сборно-монолитных перекрытий в их сравнении с пустотными плитами и монолитом.

Как ни прискорбно, но бетонные балки уже уступить место на рынке перекрытий облегченным балкам нового поколения. Аргументы для их дальнейшего использования исчерпаны. Заводы по производству бетонных балок закрылись. В памяти благодарных потомков они навсегда останутся классикой мирового и отечественного сборно-монолитного строительства.

Для тех кто дочитал эту страницу до конца отметим еще раз возможности, которые открывает  использование балок МАРКО и перекрытий на их основе. Итак — с балками МАРКО Вы сможете:
-получить перекрытие с большими пролетами, сложной формой, эркерами, выступами, проемами любой конфигурации; 
-использовать для устройства перекрытий блоки, которые Вы выбрали для стен своего дома;                 
-вести монтаж в труднодоступных местах без использования грузоподъемной техники; 
-обеспечить для перекрытий высокие характеристики по тепло и звукоизоляции;
-снизить стоимость устройства перекрытий и сроки их монтажа; 
-оптимизировать перекрытия по несущей способности;
-уменьшить вес перекрытий.