Строительство высотных объектов с использованием сварных каркасов из профилированной стали – это прогрессивная альтернатива возведению монолитно-железобетонных зданий. Новая технология позволяет значительно сократить сроки введения объекта в эксплуатацию за счет быстрого монтажа и высокой степени заводской готовности элементов металлоконструкции.
Исторически так сложилось, что в России при строительстве каркаса высотных зданий используют преимущественно железобетонные конструкции. В Европе и США в 70% зданий каркас строят из стали. Стальной каркас имеет ряд существенных преимуществ перед железобетоном:
- высокую надежность и долговечность;
- минимальный срок монтажа;
- возможность перепланировки зданий и сооружений;
- заводское изготовление каркаса и гибкая сборка высотных объектов, которую обеспечивает сварка на рабочей площадке;
- небольшой собственный вес металлоконструкции, уменьшающий нагрузки на фундамент и снижающий стоимость строительства;
- возможность проводить строительство в любом сезоне;
- экологичность и возможность использования металла во вторичном производстве.
Использование в строительстве металлических каркасов позволяет быстро сооружать не только новые высотные объекты, но и выполнять реконструкцию старых зданий без их сноса, создавая легкие и прочные надстройки от 2 до 5 этажей.
Особенности конструкции
Выбор конструкции каркасной системы высотного дома со стальным должен определяться на основе технико-экономических расчетов. Преимущество отдается рамным и рамно-связевим системам несущего стального каркаса. Рамная система состоит из жестко соединенных колонн и ригелей. Такая конструкция образует плоские и пространственные рамы, объединенные перекрытиями.
Рамно-связевая конструкция состоит из колонн и шарнирно присоединенных к ним ригелей. Связи осуществляются диафрагмами (рамы, фермы, простенки жесткости). Также каркас может иметь внутренний или внешний ствол, увеличивающий горизонтальную жесткость металлоконструкции.
Толщина стен ядер жесткости, а также несущих простенков и диафрагм принимается переменной по вертикали. При расчете несущих элементов каркаса (колонн, опорных балок, пилонов, ядер жесткости) учитывается суммарное воздействие всех видов деформаций, а также сейсмические и ветровые нагрузки.
Особенности монтажа
Основными элементами стального каркаса высотного здания являются колонны и ригели, соединенные жесткими сварными узлами в рамные системы. Монтаж несущего металлического каркаса, в отличие от железобетонного, можно проводить на всю высоту, независимо от состояния последующих строительных работ. В зависимости от порядка проведения строительства на высотном объекте монтаж стального каркаса может быть:
- раздельным, когда проводится только возведение каркаса;
- комплексным, в случае если совместно с монтажом каркаса выполняют на ниже расположенных этажах строительные и отделочные работы.
Особенностью монтажа стальных каркасов сооружений является проектирование, изготовление и установка ядер жесткости, которые должны воспринимать горизонтальные нагрузки от примыкающих к нем крыльев здания, а также обеспечивает устойчивость и пространственную жесткость всего объекта в процессе эксплуатации. При монтаже каркасов установка ядра должна опережать строительство крыльев. Если монтаж конструкции ядра жесткости опережает крановую сборку крыльев, проводится установка временных связей. После проведения сборки каркаса все его детали должны подвергаться антикоррозионной и огнезащитной обработке.
