Житловий будинок - концепція проекту
Мета концепції
Показати реалізацію житлової будівлі по вул. Амурській, 11 у Приморському районі м. Маріуполя в металевому каркасі.
Склад концепції
1. Вихідні дані
2. Архітектурно-планувальні рішення
3. Навантаження та впливи
4. Конструктивні рішення
5. Основні конструктивні вузли
6. Протипожежний та антикорозійний захист сталевих конструкцій
7. Економічний аналіз
8. Висновки
1. ВИХІДНІ ДАНІ
Проект «Житловий будинок по вул. Амурській, 11 у приморському районі м. Маріуполя» являє собою житлові приміщення, які розміщуються у 8 наземних поверхів та технічних підземних приміщень.
Розташування об'єкту - вул. Амурська, 11 у приморському районі м. Маріуполя Клас відповідальності будівлі – СС3
- Вид будівництва - нове будівництво
- Поверховість - 8-поверхова будівля з підземним технічним поверхом
- Клас будівлі по функціональному призначенню – житлова
- Рівень комфортності житла – ІІ Ступінь вогнестійкості – ІІ
БАЗОВІ ПЕРЕВАГИ ЗАСТОСУВАННЯ СТАЛЕВОГО КАРКАСУ:
Швидкість монтажу
Індустріальність виготовлених елементів сталевого каркасу скорочує терміни будівництва, що дозволяє швидше розпочати роботу будівлі завдяки ранньому введенню в експлуатацію.
Істотно знижуються витрати на організацію будівництва будівлі.
Додатковою перевагою є мінімізація площі складування елементів на ділянці, що скорочує її розміри, або монтаж може навіть проводитись «з коліс», що значно підвищує швидкість будівництва.
Економічність
У разі використання сталевого каркасу будівлі знижуються сезонні ризики будівництва в зимовий період часу, так як немає необхідності в додаткових витратах на проведення робіт при мінусових температурах.
Застосування металоконструкцій дозволяє зменшити загалом вагу несучих конструкцій в порівнянні з залізобетонним каркасом, що дає можливість влаштовувати легші фундаменти, також знижується об’єм робіт по влаштуванню фундаментів орієнтовно на 30%.
Сталеві конструкції мають збереженість і оборотність протягом усього життєвого циклу.
При закінченні життєвого циклу сталевий каркас на 98% реутилізуєтся, що дає зворотні суми.
Висока швидкість будівництва скорочує операційні витрати на утримання ділянки, служби замовника і т.д.
Надійність
Застосування сталевого каркасу дає високу надійність і прогнозованість роботи як наслідок однорідності, ізотропності і цілісності матеріалу.
Сталь пропонує стійкі стандарти високої якості, а також гарантовані міцність і довговічність при експлуатації.
2. АРХІТЕКТУРНО-ПЛАНУВАЛЬНІ РІШЕННЯ
Проектований об’єкт відноситься до об’єктів житлової нерухомості.
Концепцією передбачається проектування 8-ми поверхового житлового будинку з підземним поверхом:
- 1-й поверх – (відм. -2,700) – технічні приміщення
1-й – 8-й поверхи (відм. 0,000 ÷ +22,050) – житлові приміщення
Основні показники по будівлі:
План підвалу
План першого поверху
План типового поверху
План восьмого поверху
Поперечний розріз
Матеріали несучих конструкцій:
- Колони – металеві;
- Конструкції перекриття та покриття – залізобетонні круглопустотні плити по
металевим балкам
3. НАВАНТАЖЕННЯ ТА ВПЛИВИ
Концепція сталевого каркасу будівлі розроблена відповідно до вимог діючих будівельних норм і правил:
• ДБН В.1.1-12:2014 «Будівництво в сейсмічних районах України»
• ДБН В.1.2-2:2006 «Система забезпечення надійності та безпеки будівельних об`єктів. Навантаження і впливи. Норми проектування»
• ДБН В.1.2-14-2009 «Загальні принципи забезпечення надійності та конструкційної
безпеки будівель, споруд, будівельних конструкцій та основ»
• ДБН В.2.6-160:2010 «Конструкції будинків і споруд. Сталезалізобетонні конструкції. Основні положення»
• ДБН В.2.6-198:2014 «Сталеві конструкції. Норми проектування, виготовлення і монтажу»
• ДСТУ Б В.1.2-3:2006 «Прогини і переміщення. Вимоги проектування»
• ДСТУ Б В.2.6-193:2013 «Захист металевих конструкцій від корозії. Вимоги до проектування»
• ДСТУ-Н Б В.1.1-27:2010 «Будівельна кліматологія»
Клас відповідальності будівлі – СС3
4. КОНСТРУКТИВНІ РІШЕННЯ
- Прийнята конструктивна схема несучого каркасу –в’язева з ядрами жорсткості;
- Головні балки мають шарнірне примикання до колон;
- З’єднання колон з залізобетонним фундаментом – жорстке;
- Крок колон: 6,6 х 6,6 м; та 6,6 х 2,1 м;
- Для сприйняття горизонтальних навантажень від вітрових впливів та забезпечення додаткової надійної повздовжньої та поперечної жорсткості будівлі передбачено влаштування залізобетонних ядер жорсткості та вертикальних в’язей між колонами.
- Просторова жорсткість та стійкість сталевого каркасу будівлі забезпечується жорстким приєднанням колон до фундаментів, залізобетонними ядрами жорсткості, вертикальними в’язями між колонами; та горизонтальними в’язями в конструкціях перекриттів та покриття.
- Прийняте перекриття будівлі – багатопорожнинні серійні плити товщиною 220 мм по металевим балкам;
- Перерізи балок каркасу – зварні HQ-балки;
- Перерізи колон каркасу – зварні двотаврові профілі;
- Горизонтальні та вертикальні в’язі – профільні труби.
Прийняте конструктивне рішення передбачає встановлення круглопустотних плит в одному рівні з балками перекриття та покриття.
Приклад:
Типовий вузол перекриття:
Загальний вигляд каркасу. Вид 1
Загальний вигляд каркасу. Вид 2
Конструктивна схема типового поверху:
Конструктивна схема 8-го поверху та покриття:
Перерізи основних елементів несучого металевого каркасу:
Несучі елементи каркасу (колони та балки): 
В’язі (горизонтальні, вертикальні, розпірки): 
Примітка: переріз ВВ (ветикальна в’язь) працює виключно на розтяг, тому може бути замінений будь-яким перерізом аналогічної площі.
5. Основні конструктивні вузли
Вузол з’єднання балки з колоною
Вузол обпирання плити на балку
Примітка: приварку петель або як альтернатива влаштування отворів для пропуску арматури уточнити під час розробки робочих креслень згідно технологічній карті виробника.
6. ПРОТИПОЖЕЖНИЙ ТА АНТИКОРОЗІЙНИЙ ЗАХИСТ СТАЛЕВИХ КОНСТРУКЦІЙ
Відповідно до чинних нормативних документів будівлі була присвоєна IІ ступінь вогнестійкості, для якої необхідно забезпечити наступні класи вогнестійкості конструкцій основної будівлі сталевого каркасу:
- колони – R120 М0;
- елементи перекриття, вертикальні в’язі – R45 М0;
- елементи покриття, в’язі – R30 М0.
Прийняте конструктивне рішення, яке передбачає встановлення круглопустотних плит перекриття у тіло балки (формування так званого «перекриття зниженої висоти»), заливка стяжки підлоги, а також додаткове оздоблення стель (штукатурення, шпаклювання, облицювання гіпсокартоними плитами, формування підвісних стель тощо), дозволяє не проводити додаткові заходи з вогнезахисту сталевих конструкцій перекриття. Архітектурні рішення з формування стін і перегородок будівлі в осях колон і в’язей, що у свою чергу дозволяє їх розміщення у тілі огороджувальних конструкцій, також дає змогу не проводити вогнезахист цих елементів сталевого каркасу.
Згідно передбачених конструктивних рішень даної концепції вогнезахисту підлягає тільки сталеві колони розташовані у підвалі будівлі, для забезпечення необхідних вимог з вогнестійкості яких застосовуються вогнезахисні матеріали, які мають відповідний сертифікат (документ оцінки відповідності) та інші документи дозвільного характеру. Підбір вогнезахисних матеріалів можливо здійснювати на підставі характеристик, які представлені в Публікації УЦСБ «Аналітичний огляд засобів вогнезахисту сталевих конструкцій 2018».
Приймається, що вогнезахист сталевих колон буде виконано штукатурними сумішами, або іншими засобами конструктивного вогнезахисту (плити, цегла тощо) при цьому вибір матеріалу необхідно проводити з урахуванням оптимальних (як з точки зору технологічних, так і економічних) характеристик вогнезахисного засобу. Застосування вогнезахисних штукатурних засобів є найбільш економічно виправданим способом вогнезахисту конструкцій сталевого каркасу, при цьому досягається максимально можливий строк служби вогнезахисного покриття, що дорівнює строку служби конструкції, що захищається.
Антикорозійний захист конструкцій будівлі регламентується ДСТУ Б В.2.6-193:2013. Він дозволяє віднести середу в житлових будинках до категорії «А». З урахуванням сухого або нормального вологісного режиму ступінь агресивного впливу середовища за ДСТУ Б В.2.6-193:2013 - неагресивна. Для даних умов достатньо 55 мкм лакофарбового покриття зі ступенем очищення поверхні не нижче 3-й (Sa2 або St2 за ISO 8501).
Проектні рішення з вогнезахисту сталевих колон підвалу повинні передбачати сумісність і адгезію антикорозійних і вогнезахисних покриттів, а також їх спільний вплив на клас вогнестійкості будівельних конструкцій.
7. ЕКОНОМІЧНИЙ АНАЛІЗ
Укрупнена специфікація основних конструкцій каркасу надбудови:
Всього вага сталевих конструкцій каркасу будівлі з урахуванням конструктивного коефіцієнта становить 312,7 т.
Витрата сталі каркасу на 1 м2 загальної площі становить – 312,7 / ~ 8035,7 м2 = 38,9 кг/ м2.
Для виготовлення основних несучих конструкцій застосовується сталь класу міцності С355.
Укрупнені терміни будівництва сталевого каркасу*:
Укрупнена вартість каркасу будівлі(1):
(1) Вказані середні ринкові ціни станом на липень 2019 року (курс USD = 26 UAH). Усереднені показники вимагають уточнення з урахуванням проведення тендерних процедур.
(2) Вказана усереднена вартість доставки.
(3) Вартість вказана без врахування витрат на машини та механізми.
Спрощення процедур по вогнезахисту:
8. ВИСНОВКИ
Загальна вага сталевих конструкцій каркасу будівлі - 312,7 т
Витрата сталі каркасу на 1 м2 загальної площі - 38,9 кг/ м2
Сукупна вартість каркасу з урахуванням перекриттів, покриттів, ядер жорсткості та вогнезахисту - 26 873 552 грн.
Вартість конструкцій на 1 м2 загальної площі 3344,3 грн/м2, ~ 128,6 $/м2
Залишкова вартість каркасу після закінчення строку експлуатації (металеві конструкції) - 2 501 600 грн (9,31 % від вартості каркасу)