БАЛКИ ПЕРЕКРЫТИЯ - ОТ БРЕВНА ДО КОМПОЗИТА
В переводе с немецкого языка слово «балка» означает бревно или брус. Это лишнее свидетельство того, что в самых древних постройках именно бревна составляли основу первых перекрытий. В древнерусских летописях 1435 года уже фиксируется информация о деревянных (бревенчатых) балках.
Совершенствование строительных технологий во второй половине 19-го века (появление кирпича, и цемента) деревянные балки из перекрытий не вытеснило. В это время появились и стальные балки (швеллера, двутавры). Но высокая стоимость металла еще долго сохраняла в перекрытиях деревянные балки, которые часто использовались в комбинации со стальными.
Взрывное совершенствование перекрытий и их главной конструктивной детали – балки началось в 20-м веке. Остановимся на этом более подробно.
БАЛКИ ПЕРЕКРЫТИЯ В 20-м ВЕКЕ
ПРОМЫШЛЕННОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО
Основным материалом для перекрытий уже в самом начале века становится железобетон. Размеры балок перекрытий из бетона легко менять – сегодня вы отливаете балку высотой 200 мм, а завтра в этой же опалубке вы сможете изготовить балку высотой 400 мм. Особенно кстати пришлись бетонные балки в промышленном строительстве. Здесь строители стали использовать балки различной формы и размеров.
В учебнике академика К.В.Сахновского “Железобетонные конструкции”, который ДЕВЯТЬ раз переиздавался, приведены самые различные формы поперечного сечения балок.
Уже в первой половине 20-го века были разработаны и смонтированы производственные здания, конструкция которых полностью состояла из железобетонных элементов: колонн, балок, плит покрытия, ферм. Размеры перекрываемых пролетов достигли 25 метров.
Такие, скажем прямо впечатляющие, параметры реализовывались за счет использования железобетонных ферм, балки здесь в лучшем случае имели длину 6 метров и использовались они в качестве подкрановых путей.
Для понимания – кран-балка длиной 25 метров может весить более 10 тонн, а вместе с грузом и все 20 тонн. Для бетонных балок подкрановых путей это очень серьезная нагрузка.
Во второй половине 20-го века появились балки, позволяющие перекрывать пролеты длиной 15-20 метров. Для перевозки таких балок был спроектирован специальный автотранспорт. Понятно, что такие балки используются для строительства мостовых переходов, но мы в данном случае отмечаем возможности железобетонного производства.
ЖИЛИЩНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО
В жилищном строительстве в первой половине 20-го века появилось первое упоминание о сборно-монолитных перекрытия (СМП), в составе которых использовались бетонные балки таврового сечения. На картинке из того же учебника К.В.Сахновского представлена конструкция таких перекрытий. Между балками монтировались пустотелые бетонные блоки специальной формы.
Здесь же впервые упоминаются в составе СМП “фермочки из круглой арматурной стали”, которые применялись на Юге и в Ленинграде. Именно эти “фермочки” стали прообразом сборно-монолитных перекрытий МАРКО с балками на основе тонкостенного гнутого профиля, которые наша компания разработала семьдесят лет спустя.
Настоящий бум по использованию бетонных балок в составе сборно-монолитных перекрытий начался после 1961 года, когда был изобретен треугольный арматурный каркас (ТРИГОН) и высокопроизводительные станки по его изготовлению. С этого момента СМП в жилищном строительстве Европы начали постепенно вытеснять с рынка другие типы перекрытий.
Особое место балки СМП заняли в реконструкции старинных зданий. Их использование позволило проводить работу в “закрытых” помещениях, без демонтажа кровли. Относительно низкий вес бетонных балок (15-20 кг/м.п) обеспечивал возможность монтажа вручную, без использования грузоподъемной техники.
Достаточно серьезные ограничения на использование бетонных балок накладывала их ограниченная длина, которая в самых продвинутых проектах не превышала 9 метров.
БАЛКИ ПЕРЕКРЫТИЯ В 21-м ВЕКЕ
Если говорить о промышленном строительстве в первой четверти 21-го века, то в первую очередь следует выделить начало использования балок из композитных материалов и пластика. Размеры пластиковых двутавров в многом повторяют размеры стальных.
Балки больших размеров уже научились делать пустотелыми. Это позволило значительно снизить их собственный вес.
Добавим к низкому собственному весу еще ряд преимуществ пластиковых балок: полное отсутствие коррозии, низкую теплопроводность, экологичность. Последнее относится к возможности изготовления подобных балок из вторичного сырья.
В области жилищного строительства несомненным лидером в 21-м веке стала наша компания. За 16 лет специалисты компании разработали и освоили производство абсолютно новаторских балок перекрытий, которые аккумулировали в себе преимущества трех самых известных технологий устройства бетонных перекрытий – сборной, монолитной и сталебетонной. В России освоен и запатентован новый тип сборно-монолитных перекрытий, не имеющий аналогов в мировой строительной отрасли.
Балки уже прошли испытание временем и полностью сертифицированы по несущей способности, огнестойкости и сейсмостойкости. В 2024 году балки “проникли” в многоэтажное каркасно-монолитное домостроение. В 2025 году в Мариуполе будет сдан первый девятиэтажный дом с перекрытиями МАРКО.
Совершенно неожиданным стало для специалистов использование балок МАРКО для устройства бетонных перекрытий в деревянных домах. Это позволило избавить деревянные перекрытия от многих врожденных пороков, к которым в первую очередь следует отнести низкую огнестойкость и “зыбкость” деревянных конструкций. Стало возможным монтировать в деревянных домах “настоящий” теплый пол.
Проектировщики деревянных домов с трудом осваивают “железобетонное” проектирование. Для них это, зачастую, абсолютно новая сфера деятельности, которая требует иных принципов проектирования. Здесь на помощь могут прийти наши специалисты, которые готовы взять на себя полное проектирование перекрытий.
ЧТО В ПЕРСПЕКТИВЕ?
Уже полным ходом идет экспериментальное строительство стен зданий с использованием 3D печати. Со стенами все получается относительно успешно. К результатам такого строительства нам предстоит привыкнуть. Этому поможет осознание того, что за один день можно напечатать целый этаж нового дома.
С 3D печатью перекрытий все несколько сложнее. Пока экспериментаторы вынуждены печатать элементы перекрытий отдельно от стен дома, а после достаточного упрочнения этих элементов монтировать их на стены.
При “печати” перекрытий осталась опалубка достаточно сложной формы, которая должна во многом обеспечивать несущую способность перекрытия.
Специалисты нашей компании также ищут новые области применения облегченных балок перекрытий МАРКО. Результатом поисков стала разработка кессонных перекрытий на основе тонкостенных профильных балок. В конце 2023 года первое кессонное перекрытие МАРКО смонтировано в Костроме. Отметим для себя размеры этого перекрытия – 12х12 метров.
Движение в этом направлении продолжается. В конце 2024 году в компанию поступило техническое задание на разработку проекта перекрытия МАРКО-КЕССОН с размерам 23х23 метра.
Валерий Мартынюк – автор технологии МАРКО, директор по развитию компании МАРКО,
тел. +7 915 415 0554