Оптимизация перекрытий по несущей способности и стоимости

Сборно-монолитные конструкций для устройства перекрытий широко используются в странах Евросоюза, как в новом строительстве, так и при реконструкции зданий различного назначения. Обусловлено это в первую очередь тем, что такие конструкции реально позволяют на 30-40% снизить расход бетона. Одновременно снижается вес перекрытия, и, следовательно, уменьшаются нагрузки на фундамент и стены здания. Итоговый результат – снижение стоимости проекта.  

Европейские строители научились оптимизировать перекрытия по несущей способности и стоимости даже в пределах одного этажа. Широкая номенклатура используемых конструктивных решений позволят выбрать оптимальные перекрытия для различных частей здания: «теплые» для цоколя, облегченные для чердака, усиленные для формирования больших пролетов.

Арсенал российских архитекторов, по сути, насчитывает только три типа железобетонных перекрытий: сборные (плиты), монолитные и сталебетонные. Выбор для оптимизации невелик.  В результате расход цемента в пересчете на кв. метр построенных в России зданий на 30-40% выше аналогичного показателя в Европе.

Особенно остро вопрос расширения номенклатуры перекрытий возникает при реконструкции «старых» зданий, в которых при ведении работ существуют серьезные ограничения на использование грузоподъемной техники. До последнего времени здесь, как правило, применялись сталебетонные перекрытия. Для облегчения монтажа тяжелых стальных балок их приходится разрезать вне здания на отдельные элементы, которые соединяются в единый стальной несущий прогон непосредственно при монтаже. Серьезные ограничения на использование стальных профилей накладывает их низкая огнестойкость, требующая проведения целого комплекса не дешевых  мероприятий по ее повышению. 

В Европе при реконструкции архитекторы и строители активно используют сборно-монолитные перекрытия (СМП). Это обусловлено в первую очередь тем, что именно в условиях реконструкции СМП наиболее наглядно демонстрируют свои несомненные достоинства: низкий вес монтажных элементов (балок и блоков), возможность ведения работ в закрытых помещениях без использования грузоподъемной техники и приспособлений, высокую огнестойкость готовой конструкции. Немаловажное значение имеет и тот факт, что СМП связывает ослабленные конструкции «старого» здания, придавая ему дополнительную пространственную жесткость. 

В нашей стране до 2008 года подобные перекрытия не применялись. Восполнили этот пробел специалисты руководимой мною строительной компании КОЛУМБ из подмосковного города Дзержинский. Мы разработали первую российскую балочно-каркасную несъемную опалубку МАРКО-СТАНДАРТ для СМП. Опалубка включает два элемента: балки с бетонным основанием и блоки специальной формы для заполнения межбалочного пространства.

Для обеспечения оптимизации перекрытий по несущей способности и стоимости в балках использовалось десять вариантов арматурного каркаса. Балки СТАНДАРТ только в деталях отличались от балок, производимых в большинстве стран Европе.  Вес погонного метра балки менялся от 12 до 17 кг в зависимости от степени армирования нижнего арматурного пояса. Применение балок СТАНДАРТ позволило вручную монтировать перекрытия с пролетами до 10 метров и толщиной от 150 до 350 мм. При этом расход бетона не превышает 0,12 м3 на квадратный метр перекрытия. Для аналогичных по несущей способности монолитных перекрытий расход бетона выше на 50%. Такая экономия материалов обусловлена в первую очередь тем, что несъемная опалубка МАРКО позволяет сформировать в условиях стройки ребристую плиту с высокой несущей способностью. 

В октябре 2012 года мною получен первый патент на балку оригинальной конструкции, аналогов которой в Европе нет. Имя новой балки МАРКО-ПРОФИЛЬ во многом обусловлено тем, что вместо тяжелого бетонного основания в балке используется тонкостенный оцинкованный стальной С-образный профиль. В профиле с помощью фиксаторов закреплен треугольный арматурный каркас МАРКО. Балка ПРОФИЛЬ в три раза легче бетонной балки СТАНДАРТ. В собранном виде балка длиной 6 м весит не более 30 кг. В качестве дополнительной в профильных балках можно использовать продольную арматуру диаметром более 16 мм, располагая ее под или над фиксатором. Это значительно расширяет возможности оптимизации перекрытий и по несущей способности и по стоимости.

У конструкторов появилась возможность стыковать балки под углом, организовывать в перекрытиях проемы любой формы. В результате стали возможными проекты с балконами и консолями, расположенными перпендикулярно оси несущих балок перекрытия.

Конструкторы получили возможность «кроить» перекрытие под индивидуальные требования заказчика.  Строители при необходимости могут собирать балки непосредственно на объекте. Длина профильных балок ограничена только возможностями их транспортировки на объект и подъема на этаж. С использованием профильных балок  перекрыты пролеты 12 м. 

Еще больше возможностей для оптимизации перекрытий предоставляет разработанная и запатентованная мною в 2013 году профильная тонкостенная стальная балка МАРКО-УНИВЕРСАЛ. Балки УНИВЕРСАЛ.  позволяют использовать для устройства перекрытий блоки из любых строительных материалов: газобетон, керамзитобетон, теплая керамика, арболит и др. 

Газобетонные перекрытия с новыми балками будут отличаться от керамзитобетонных  только шагом балок и конечной стоимостью, которая ва многом определяется ценой блоков. В некоторых регионах блоки местного производства, например из ракушечника, дешевле любых других блоков. Это позволяет формировать здесь перекрытия с низкой стоимостью

В настоящее время заводы по производству газобетона выпускают блоки толщиной от 50 до 600 мм. Такая широкая номенклатура блоков позволят конструкторам при необходимости легко менять толщину перекрытия. 

Блоки из газобетона позволяют использовать для оптимизации параметров перекрытия фактор их плотности. Снижение плотности блоков, как правило, приводит к уменьшению стоимости перекрытия при одновременном снижении собственного веса перекрытия и, как следствие, повышению допустимой полезной нагрузки.

Параметры перекрытия можно менять за счет введения в его конструкцию более легкого и, как правило, более дешевого материала, например, пенопласта. На рисунке представлена схема перекрытия с доборными плитами из пенопласта. При оценке стоимости такого перекрытия важно учитывать расходы, связанные с необходимостью приклеивания пенопласта  к поверхности блоков.  

Существенное снижение стоимости перекрытия произошло в результате разработки профиля АТЛАНТ, в котором на стенках выполнена перфорация, а на днище выштамповки. За счет этих искусственных “неровностей” профиль прочно сцепляется с бетоном и начинает работать, как внешняя плоская арматура.  В результате включения профиля в силовую конструкцию перекрытия удалось снизить расход рабочей арматуры, что положительно сказалось на цене перекрытия. Для многих проектов перекрытия с профилем АТЛАНТ получаются дешевле перекрытий с пустотными плитами. 

Технология МАРКО успешно развивается. Все больше архитекторов и конструкторов включают в свои проекты перекрытия, которые уменьшают расход бетона, снижают нагрузки на конструкции здания, а, главное, позволяют оптимизировать параметры перекрытия под требования заказчика.

Хорошим примером развития технологии МАРКО стало введение в состав несъемной опалубки перекрытия труб водяного теплого пола. Теплые полы МАРКО позволили резко сократить суммарные расходы на устройство отопления в доме.  Читайте об этом на странице. 

Теплые полы МАРКО прекрасно сочетаются с теплыми перекрытиями МАРКО-ТЕРМО, которые позволили на порядок снизить потери тепла через пол первого этажа к кровлю здания. В самое ближайшее время будут предложены застройщиками ПОТОЛКИ-МАРКО. 

Валерий Мартынюк – автор технологии МАРКО, директор по развитию строительной компании МАРКО. 

.