В современном строительстве особое место занимает выбор технологии возведения перекрытий. Среди широкого спектра доступных вариантов монолитные композитные перекрытия из железобетона по профнастилу заслуживают особого внимания, несмотря на некоторые распространенные мифы и предубеждения, касающиеся их применения. Клиенты нам часто задают вопросы по применению профнастила в сталебетонных перекрытиях и в этой статье мы постарались на них ответить. Напомним, что кроме обычного профнастила Н60-845 или Н75-750, который используется как несъёмная опалубка, мы предлагаем и специальные профили для бетонирования, о которых пойдет речь в этой статье. Здесь мы предлагаем обзор интересующих вопросов по применению профнастила для заливки в строительстве зданий на металлическом каркасе.
Преимущества монолитных перекрытий
Одно из ключевых преимуществ монолитных перекрытий по профнастилу – это скорость монтажа за счет меньшего количества комплектующих, отсутствия необходимости в сборке, а потом и разборке как в случае традиционной фанерной опалубки. В то же время, монтаж сборных конструкций, то есть бетонных плит, всегда происходит быстрее, чем возведение монолитных конструкций. Однако, несмотря на кажущуюся простоту и скорость монтажа сборных плит, монолитные перекрытия предлагают целый ряд неоспоримых преимуществ, прежде всего, их прочности и экономии.
Скорость строительства не является единственным фактором при выборе технологии возведения перекрытий. И действительно, уложить готовые плиты по фермам значительно проще подготовки монолитного перекрытия. Однако при этом на конструкцию накладываются определенные ограничения (например, плиты бывают только стандартных размеров), перекрытие не будет работать как составная часть конструкции, что повлечет увеличение затрат на металлоконструкции. Кроме того, полы в этом случае потребуют дополнительной отделки.
Основой этих монолитных перекрытий является специальный несущий профнастил. В отличие от сборных плит, монолитные перекрытия не требуют дополнительного усиления в местах стыков и опоры на ферму, что делает их более предпочтительными в районах с высокой сейсмической активностью. Технология заливки монолитных перекрытий по такому профнастилу как СКН50Z и СКН90Z позволяют включить монолитную плиту в совместную работу со сжатым поясом балок используя стад болты (анкерные упоры).
Это обеспечивает совместную работу каркаса и монолитной плиты в перекрытиях композитной конструкции, что безусловно улучшает прочностные характеристики здания и позволяет сделать металлоконструкции до 20% легче. Кроме того, заливка плиты по профлисту позволяет создавать перекрытия различной формы и конфигурации, обеспечивая архитектурную гибкость и возможность реализации сложных дизайнерских решений.
Другой серьезной проблемой при устройстве перекрытий является большая высота пространства между фермами, которое не используется. Эту проблему решают композитные балки. Они обеспечивают создание перекрытий малой толщины перекрытия за счет того, что плита будет в теле балки, оптимизацию высоты этажей, высокую скорость монтажа и простоту установки инженерных систем. Эти преимущества демонстрируют, что монолитные конструкции не только способны конкурировать со сборными плитами в экономии затрат, но и предлагают дополнительные преимущества, делая их выгодным выбором для широкого спектра строительных проектов.
Следует также упомянуть о возможности монолитного строительства адаптироваться к изменениям проекта на этапе возведения. В отличие от сборных конструкций, которые требуют точного соответствия проектным размерам, монолитные перекрытия могут быть модифицированы непосредственно на строительной площадке, что обеспечивает дополнительную гибкость при необходимости внесения изменений и терпимость к ошибкам монтажа металлоконструкций.
Выбор между монолитными и сборными перекрытиями должен опираться не только на критерий скорости строительства, но и учитывать ряд других факторов, включая прочность, долговечность, сейсмическую устойчивость, архитектурную гибкость и экономическую эффективность. Монолитные перекрытия с композитными балками, демонстрируют высокую эффективность и предоставляют возможности для реализации амбициозных и технически сложных проектов, подтверждая свою роль как надежного и предпочтительного решения в современном строительстве.
Оптимизация пространства и монтажа коммуникаций
На этапе оптимизации стоимости проекта чаще всего инженеры обращаются к улучшению использования внутреннего пространства и упрощение монтажа инженерных систем. В этом контексте монолитные перекрытия с использованием несущего профлиста представляют собой интересное решение, позволяя не только размещать коммуникации внутри желобов профнастила, но и легко крепить подвесы без сверления плиты. Это не только экономит пространство, но и значительно упрощает работу по монтажу коммуникаций.
Существует мнение, что монтаж коммуникаций при использовании монолитных перекрытий с профлистом не дает эффекта, особенно когда речь идет о прокладке воздуховодов. Критика обычно сводится к тому, при пересечении поперечных балок, коммуникации в любом случае увеличивают неиспользуемое пространство под чистовым потолком и не позволяет разместить воздуховоды внутри желобов профлиста из-за их значительных габаритов. Действительно, проложить воздуховоды высотой 500–600 миллиметров в гофре профлиста невозможно, и здесь критика обоснована.
Однако кабель – каналы, отопление, водопровод, системы пожаротушения не требуют для размещения большого пространства и наличие ниш для их монтажа в ряде случаев позволит сэкономить пространство. Это означает, что системы вентиляции могут быть установлены на более раннем этапе строительства, а также что многие другие системы, могут быть полностью скрыты внутри небольшого подшивного потолка.
Интеграция коммуникаций
Интеграция коммуникаций в конструкцию монолитных перекрытий имеет несколько ключевых преимуществ:
- Экономия пространства. Путем размещения коммуникаций внутри конструкции перекрытий освобождается ценное пространство, что особенно важно для зданий с ограниченными размерами или требующих максимальной эффективности использования пространства.
- Эстетическая привлекательность. Скрытие коммуникаций способствует созданию более чистых и организованных пространств, улучшая визуальное восприятие интерьера.
- Упрощение монтажа. Интеграция систем в конструкцию позволяет упростить процесс монтажа, сокращая необходимость в дополнительных креплениях и конструкциях для поддержки коммуникаций.
- Защита коммуникаций. Размещение внутри конструкции обеспечивает дополнительную защиту коммуникаций от механических повреждений и воздействия окружающей среды, что повышает их долговечность и надежность в эксплуатации.
Монолитные перекрытия предлагают гибкие и эффективные решения для интеграции инженерных систем, обеспечивая экономию пространства, улучшение архитектурного вида и упрощение процесса монтажа.
Сокращение использования техники
Часто к нам обращаются клиенты с просьбой оценить необходимость в грузоподъемной технике для монтажа и заливки бетона. Бытует мнение, что для монтажа перекрытия вообще не требуется специальная грузоподъемная техника и его можно заливать непосредственно на стройке, хотя это не совсем так.
При монтаже несущего профлиста в качестве основы для монолитного перекрытия техника, конечно, нужна, но количество машино-часов в сравнении с другими технологиями меньше. При монтаже пустотных плит требуется присутствие крана на объекте каждый день на весь период монтажа, фанерная опалубка также требует грузоподъемных механизмов, в то время как пачки профнастила достаточно расставить на перекрытии перед монтажом, затем уже механизмы не потребуются. По оценке ЦНИИ ПСК им. Мельникова трудоемкость устройства перекрытий с использованием профнастила СКН50, СКН90 меньше в 2,6 раз. Применения бетононасосов, конечно, необходимо в каждом случае.
Также можно выделить целый ряд положительных особенностей при строительстве монолитных перекрытий:
- Экономическая эффективность. Минимизация использования грузоподъемной техники сокращает общие расходы на аренду оборудования, его обслуживание и топливо. Это напрямую влияет на снижение стоимости строительства.
- Ускорение работ. Меньшее количество необходимой техники и упрощение логистики на стройплощадке способствует ускорению строительных процессов. Бетононасосы обеспечивают непрерывную подачу бетона, что ускоряет заливку перекрытий.
- Гибкость в работе. Использование бетононасосов позволяет производить заливку в точках, которые могут быть недоступны для других видов техники из-за особенностей планировки строительной площадки.
- Снижение физической нагрузки на рабочих. Автоматизация процесса подачи бетона снижает необходимость в ручном труде и физической нагрузке на рабочих, что повышает безопасность труда и сокращает риск травматизма.
Хотя для заливки монолитных перекрытий и требуется использование бетононасоса, общий объем необходимой грузоподъемной техники и частота ее использования существенно снижаются по сравнению с другими методами строительства. Это обеспечивает не только экономическую эффективность проектов, но и способствует повышению их оперативности и безопасности.
Осознание того, что ключевым фактором является оптимизация процесса строительства, а не полное исключение использования техники, позволяет более полно оценить преимущества монолитного строительства. Внедрение современных технологий и методик, улучшение качества и характеристик строительного оборудования открывают новые возможности для строительной отрасли, делая ее более эффективной, экономичной и безопасной.
Снижение веса перекрытий
Применение монолитных перекрытий с использованием несущего профлиста, вносит значительный вклад в снижение веса конструкции здания. Так, вес плиты перекрытия может быть снижен до 30% в зависимости от конструкции, при сравнении с обычными плитами, что подтверждает исследование Международного исследовательского журнала техники и технологий (IRJET).
Важно понимать, что сравнение должно вестись не только на уровне веса за квадратный метр, но и с учетом несущей способности, экономии на материалах и функциональности конструкции. Поскольку профлист играет роль армирующего элемента, или так называемой внешней рабочей арматуры, а не только служит опалубкой для заливки бетона, возможно уменьшить толщину перекрытия.
Кроме того, при использовании профлиста марки СКН90Z и сравнении с Н75, площадь сечения и объем бетона, который уходит в гофру, идентичен. Использование профлиста с более низкой высотой, такого как СКН50Z, позволяет минимизировать количество необходимого бетона, за счет чего достигается снижение веса конструкции без потери ее прочностных характеристик.
Зная эти нюансы, можно выделить следующие положительные стороны в использовании несущих профлистов:
- Экономия материалов. Снижение веса перекрытий напрямую влияет на экономию бетона и стали, необходимых для их возведения.
- Уменьшение нагрузки на фундамент и несущие конструкции. Легкие перекрытия снижают общую нагрузку на фундамент и стены, что может привести к их удешевлению и упрощению конструкции.
- Ускорение строительных работ. Меньший вес конструкции облегчает и ускоряет работу, сокращая время строительства и упрощая логистику на объекте.
- Улучшение сейсмической устойчивости. Легкие конструкции лучше переносят сейсмические нагрузки, что особенно важно для зданий в сейсмоопасных регионах.
При грамотном подходе к выбору конструкции и материалов монолитные перекрытия с использованием несущего профлиста могут обеспечить значительное снижение веса и объема перекрытия без ущерба для прочности и долговечности. Важно не ограничиваться поверхностным сравнением весовых характеристик, а выполнить комплексный расчет стоимости материалов и монтажа, учитывая трудоемкость.
Снижение количества металла для армирования
Применение композитных перекрытий в строительстве перекрытий вносит значительные коррективы в расчеты необходимого количества строительных материалов, в том числе металла для армирования. Использование монолитного перекрытия по профлисту для сталебетонных перекрытий позволяет уменьшить количество необходимого металла в балках на 15%, в сравнении с традиционными монолитными перекрытиями, что подтверждено выводами ЦНИИ ПСК им. Мельникова.
Применение композитного перекрытия с профнастилом действительно позволяет оптимизировать расход металла на армирование за счет того, что профнастил берет на себя роль арматуры, значит можно уменьшить количество и диаметр арматуры. Это обеспечивает не только экономическую выгоду, но и способствует ускорению строительных процессов, подтверждая целесообразность выбора монолитных технологий для современных строительных проектов. Монолитные перекрытия предлагают уникальное сочетание прочности, долговечности и экономической эффективности, что делает их предпочтительным выбором для широкого спектра зданий и сооружений.
Профнастил для сталебетонных перекрытий – это больше, чем опалубка
Несмотря на распространенное мнение, такой профнастил как СКН50Z, СКН90Z выполняет не только роль опалубки, но и работает как арматура. Он также активно работает на прочность и устойчивость конструкции, принимая на себя часть нагрузок. Это позволяет оптимизировать расход материалов и сократить вес перекрытия, уменьшить количество арматуры. Такой подход делает монолитные перекрытия более эффективными в сравнении с традиционными методами строительства.
Использование фанеры для создания опалубки считается традиционным решением, однако это достаточно затратный метод. Фанера требует обработки, защиты от влаги, а после заливки бетона ее часто приходится утилизировать, повторно ее будет использовать проблематично. В отличие от этого, профнастил для сталебетонных перекрытий позволяет существенно сократить объем работы и расходы на материалы. Более того, несущий профнастил после заливки бетона выполняет несущие функции, в то время как фанера – нет.
Выбор в пользу несущего профнастила для монолитных перекрытий вместо традиционной фанерной опалубки или плит является не только технологически обоснованным, но и экономически выгодным решением. Это позволяет ускорить строительные процессы и повысить качество строительства, но и значительно снизить общие затраты.
Наша компания, используя передовые технологии и материалы, стремится предоставить клиентам наиболее эффективные и экономичные решения для реализации их строительных проектов. Внедрение инновационных подходов, таких как использование несущего профнастила в качестве опалубки для монолитных перекрытий, позволяет не только достигать высоких технических характеристик зданий, но и делает процесс их возведения более простым и доступным.
Как правило критики использования профнастила в качестве основы для монолитных перекрытий, рассматривают отдельные недостатки этого метода, не анализируя картину в целом. При правильном подходе к проектированию и строительству, монолитные перекрытия могут успешно решать стоящие задачи, обеспечивая высокое качество и экономическую эффективность проектов, снижая трудоёмкость и стоимость материалов до 36%. Это подтверждено и Экспертным заключением ЦНИИ ПСК им. Мельникова, который высоко оценивает возможности этих профилей. Иностранные аналоги профнастилов СКН90Z и СКН50Z производства Arcelor Mittal, Tata Steel и др. отлично зарекомендовали себя и широко используются в строительстве в западной Европе и США, их применение регулируется британскими стандартами и стандартом EC4. К сожалению, в России опыт применения и экспертиза по этим профилям невелики, поэтому строители пока редко применяют их, хотя уже давно разработаны техусловия СТО 57398459-002-2011 Перекрытия железобетонные монолитные с несъемной опалубкой из профилированного листа. Общие технические требования. Проектирование и производство работ.
Производственное объединение “Эталон” тщательно следует всем строительным нормам и стандартам, что подтверждается многочисленными успешными проектами. Хотелось бы подчеркнуть, что наша компания постоянно исследует и внедряет новые строительные материалы и технологии, стремясь предложить заказчикам самые современные и экономически выгодные решения. Использование специального профнастила в монолитных перекрытиях является одним из таких решений, которое уже зарекомендовало себя на практике и продолжит вносить значительный вклад в развитие строительной отрасли.
Дмитрий Дёмочкин
Эксперт в области строительства с многолетним опытом. Окончил МГТУ им. Н.Э. Баумана по направлению Машиностроительные технологии. Специалист по строительству высотных и большепролетных зданий и сооружений. На практике знаю, что проектирование и возведение таких зданий и сооружений кардинально отличается от типовых проектов.
