Как ускорить строительство, упростить проектирование, и при этом не потерять в качестве?
На примере одноэтажного производственного здания в Хабаровском крае мы покажем, как грамотная оптимизация несущего каркаса и внедрение принципов префабрикации позволяют добиться сразу нескольких целей:
- сократить сроки производства и монтажа;
- снизить количество отправочных марок;
- уменьшить нагрузку на ЗМК и логистику.
И всё это — без ущерба для надёжности и прочности конструкции.
Разберём, какие решения были применены, и почему унификация элементов сегодня — не роскошь, а необходимость в условиях удалённых регионов и нестабильной логистики.
Если вы проектируете каркас промышленного здания, хотите упростить проектирование стального каркаса, или просто ищете проверенные приёмы для повышения эффективности — эта статья для вас.
Цель оптимизации
В рамках сотрудничества с нашим партнёром поступил запрос на разработку раздела КМ для производственного здания. Основная задача заказчика — как можно быстрее начать строительство, и ввести объект в эксплуатацию.
Цель оптимизации — повышение технологичности стального каркаса здания.
Высокая технологичность конструктивных решений позволяет существенно сократить сроки изготовления и монтажа каркаса здания. Этого удаётся достичь благодаря применению принципов Префабрикации (Префаб).
Исходные данные
Объект — производственное здание.
Площадка строительства расположена в Хабаровском крае.
Конструктивные параметры:
- сетка колонн здания — 24 х 6 м;
- железобетонные колонны;
- покрытие — стропильные фермы из профильной трубы по серии "Молодечно", шаг ферм — 6 м;
- грузоподъемное оборудование — мостовые краны с грузоподъёмностью 10 т;
- кровля: мягкая, по профилированному настилу.
Оптимизация
Основная идея оптимизации каркаса — уменьшение количества отправочных марок и их унификация, т. к. в регионе строительства малая плотность ЗМК, что влечет большое логистическое плечо.
Оптимизация началась на раннем этапе проектирования — в тесной связке с технологами. Унификация шагов колонн и высотных отметок ригелей позволила избежать трудоёмких локальных решений и большого количества расчётных сечений, что значительно упростило расчёт каркаса, и сократило количество отправочных марок.
Предложенная конструктивная схема:
- колонны — стальные одноветьевые (где это возможно), из прокатного двутавра (взамен железобетонных);
- покрытие — стропильные фермы с шагом 12 м, пояса из прокатного двутавра;
- подкрановые балки — пролётом 12 м из прокатного двутавра, без тормозных ферм по верхнему поясу;
- прогоны — пролётом 12 м из прокатного двутавра.
Рисунок 1 — Конструктивная схема каркаса
Сокращение расходов на логистику и повышение эффективности:
- количество ферм уменьшено в 2 раза благодаря шагу 12 м;
- исключены подстропильные фермы — общее сокращение количества отправочных марок до 30%;
- 20% Конструкций (прогоны покрытия) могут быть изготовлены на Сервисных металлоцентрах (СМЦ), что снижает нагрузку на основной ЗМК и ускоряет производство.
Рисунок 2 — Типовые поперечные рамы каркаса промышленного здания
Рисунок 3 — Типовые поперечные рамы каркаса промышленного здания
В проекте заложены следующие идеи префабрикации:
- использование элементов с низкой трудоёмкостью: подкрановые балки, колонны, пояса ферм и прогоны из прокатного двутавра — готового профиля;
- унификация высоты соседних блоков для сокращения количества отправочных марок.
Благодаря приведённой толщине элементов стального каркаса более 4 мм удалось отказаться от огнезащиты (R15 для IV степени огнестойкости), что позволило сократить общую стоимость конструкций.
Для подкрановых балок 12-метрового пролёта использованы решения из Альбома технических решений ЕВРАЗа:
Результаты
Сокращение количества отправочных марок на 30% особенно актуально для региона с низкой плотностью ЗМК и значительным логистическим плечом. Дополнительное преимущество — уменьшение числа узловых соединений, что ускоряет изготовление конструкций
Применение конструкций на основе прокатного двутавра позволяет сократить трудоемкость изготовления каркаса.
Преимущества для заказчика:
- снижение сроков изготовления;
- уменьшение логистических издержек;
- минимизация рисков отклонения по качеству.
Преимущества для проектировщика:
- достигнута паритетная металлоемкость каркаса;
- высокая степень унификация конструкций сокращает сроки проектирования.
Преимущества для завода металлоконструкций:
- снижение трудозатрат на изготовление каркаса;
- применение проката, доступного в регионе.
