Снижение стоимости строительства путем применения сталей повышенной прочности

Использование в проектировании стальных и сталежелезобетонных каркасов высокопрочных сталей - ключевая возможность достижения большей экономической эффективности конструкций. Это позволяет достичь дополнительной экономии материалов, уменьшения сечений несущих конструкций и приводит к общему повышению экономической привлекательности проекта.

Из чего состоит экономический эффект использования высокопрочных сталей?

Сейчас наиболее распространенными в строительной отрасли являются стали класса прочности С245 для объектов класса СС3 - С255. Стали же более высоких классов называются сталями повышенной прочности или высокопрочными. Разница в стоимости листа класса прочности С245 по сравнению с листом С355 составляет около 8% при том, что разница в расчетном сопротивлении около 30%. Поэтому ожидаемый экономический эффект применения стали марки С355 составляет 15-20% для конструкций, для которых прочнось - определяющий критерий. Дополнительным преимуществом, как правило, может быть уменьшение габаритов конструкций и, как следствие, - стоимость огнезащиты.

Наиболее целесообразно стали повышенной прочности использовать для следующих конструкций:

1. Колонны многоэтажных зданий

  

Как пример, рассчитана эффективность использования высокопрочных сталей для колонн многоэтажного офисного здания с высотой колонны 4 м. Использование стали S355 (аналог С355) уменьшает вес колонны на 30%, а S460 (аналог С460) - на 50%.

2. Рамные каркасы

   

Например, для трехпролетной рамы с такими показателями:

L = 9 м

H = 6 м

Q = 7,2 т/м

Получаем следующие сечения (при условии одинаковой высоты)

Сталь С255                                                           Сталь С355                                                      

Соответственно, экономия в весе конструкций составит 22%

3. Поясы ферм

Например, для фермы типа «молодечно» пролетом 24 м, верхним поясом с прямоугольной трубой 180х140х5 из стали С355 аналогом по прочности будет труба 180х140х7 из стали С245, что на 26% тяжелее. В целом же это увеличит вес фермы на 11%.

4. Сталежелезобетонные конструкции

Основой сталежелезобетонных конструкций является композитная работа стали и бетона. Подробно о данном виде конструкций и их расчетеописано в публикации УЦСС Проектирование сталежелезобетонных конструкций в соответствии к Еврокоду, где пример сравнения колонн показывает эффективность использования стали класса С355 для данного типа конструкции

Стандартное решение, сталь С255

Пояса колонны – 450х25 мм. Стенка колонны – 400х12мм

Габариты колонны – 450х450 мм. Вес стального профиля – 214,3 кг/м.п.

Огнестойкость незащищенной конструкции – R15

Инструменты оптимизации

Сталь повышенной прочности С355. Сталежелезобетонные колонны с частично обетованным сечением

Пояса колонны – 300х18 мм. Стенка колонны – 276х12мм

Габариты колонны – 300х300 мм. Вес стального профиля - 125,1 кг/м.п. Огнестойкость незащищенной конструкции– R30

Уменьшение периметра и стоимости нанесения огнезащиты - 60%

Результаты сравнения:

Уменьшение габаритов колонны - 33%

Уменьшение металлоемкости колонны - 42%

Увеличение границы огнестойкости конструкции - 100%

Важно: конкретные цифры снижения стоимости касаются марок конструкций при использовании сталей повышенной прочности, а не каркаса в целом. 

Стоит отметить, что использование высокопрочных сталей не всегда является эффективным. Прежде всего нецелесообразно использовать их для конструкций, для которых критичным фактором является деформация. Например, уменьшение габарита балок увеличивает их прогибы и в определенных случаях они могут превысить, допустимые государственными строительными нормами, значения.

Дополнительный негативный фактор, сдерживающий активное использование высокопрочных сталей, ограниченность их производства. Однако сейчас ситуация на рынке Украины позволяет эффективно применять сварные конструкции из стали класса С355. Стали больших классов также можно использовать в проектах, однако их часто нет на складах металлотрейдеров, а, следовательно, изготавливать на заказ, этот фактор необходимо учитывать при планировании графика строительства проекта.

Ассоциация УЦСС подготовила специальный сервис для инженеров-проектировщиков и технических команд Заказчиков строительства, позволяет получить актуальный перечент стандартных сортаментов металлопроката, что постоянно присутствует на складах металлотрейдеров Украины, а также получить консультацию по срокам и ограничениям в поставках заказных сортаментов.

Использование сталей повышенной прочности - одно из требований, внесенное в Техническое задание на проектирование металлоконструкций. В рамках сервисов Инженерного центра УЦСС Ассоциация предоставляет консультации Заказчикам строительства на всех этапах жизненного цикла проекта и помогает готовить технические задания на проектирование, изготовление, монтаж несущих и ограждающих металлоконструкций.