Технические характеристики объектов
- Тип здания: жилой дом;
- Снеговой регион: V;
- Ветровой регион: IV;
- Площадь жилого здания (секция): 1454 м²;
- Общий расход металла: 114 тонн;
- Металлоемкость: 78 кг/м²;
- Этажность: 9 этажей;
- Отношение полезной площади к общей (К1): 0,6.
Квартирография одной секции:
- 1-комнатные — 27 шт;
- 2-комнатные — 18 шт;
- 3-комнатные — 8 шт;
- Всего в секции — 53 квартиры; во всём комплексе — 144 квартиры.
Рисунок 1 — Возведение жилого здания на стальном каркасе в Норильске
Оптимизация проектных решений
В ходе сопровождения проектирования и строительства объектов были приняты следующие решения по оптимизации проектных решений:1. Замена труднодоступных и непроизводимых прокатных двутавров
Для выбора типоразмеров двутавровых сечений проектировщику была предоставлена актуальная на момент реализации проекта информация о доступности профилей. Сведения о периодичности прокатки и условиях поставки двутавровых профилей приведена в сортаменте двутаврового проката производства ЕВРАЗ. По результатам анализа доступности приняты следующие изменения сечений:
|
20Ш4
не производимый
|
→ |
20Ш3
высокая доступность
|
|
30К10
средняя доступность
|
→ |
35К5
высокая доступность
|
|
30Ш5
не производимый
|
→ |
35Б4
высокая доступность
|
2. Оптимизация классов стали
Высота этажей в многоэтажных жилых домах относительно небольшая, при этом колонны раскреплены системой связей и обладают малой гибкостью, что соответствует области рационального применения высокопрочной стали С390. Применение стали С390 позволило снизить металлоёмкость, уменьшить габариты колонн и, таким образом, увеличить полезную площадь этажа.
Рисунок 2 — Высота типового этажа 3,3 м. Для удобства монтажа стык колонн выполнен на высоте 1,5 м от пола этажа
| Позиция | Сечение | N, тс | Q, тс | M, тс*м | Класс стали |
|---|---|---|---|---|---|
| К1 | 25К4 | 320 | 11 | 5 | С390 |
| К2 | 25К1 | 191 | 8 | 16 | С390 |
| Б1 | 30Ш1 | 11 | 18 | 24 | С390 |
3. Минимизация монтажной сварки
Для снижения трудоёмкости монтажных работ все узлы на площадке выполнены на болтовых соединениях. На рисунке показан пример замены сварного соединения ригеля с колонной на болтовое.
Рисунок 3 — Замена узлов
4. Предусмотрены мероприятия, предотвращающие кручение элементов балочной клетки при монтаже
Второстепенные балки опираются на фасадные балки только с одной стороны через узлы крепления с эксцентриситетом. Противоположная грань фасадных балок остаётся свободной, вследствие чего на стадии бетонирования (до образования жёсткой диафрагмы перекрытия) в них возможно кручение из‑за недостаточной крутильной жёсткости двутаврового сечения. Это может привести к недопустимым прогибам несъёмной опалубки.
Для исключения кручения фасадных балок на монтажной стадии предусмотрена установка временных стоек под междуэтажное перекрытие.
Рисунок 4 — Расчет балочного перекрытия на стадии бетонирования с введенными монтажными стойками
Особенности строительства в условиях вечной мерзлоты
Норильск расположен в зоне вечной мерзлоты, что накладывает особые требования на проектирование фундаментов. Здания возводятся на сваях и приподнимаются над землей, чтобы минимизировать влияние сезонного оттаивания грунта.
Тем не менее даже при таких решениях существует риск неравномерных осадок здания, которые могут привести к прогрессирующему обрушению из-за выключения из работы части колонн. Для распределения усилий по вертикальным элементам и предотвращения риска прогрессирующего обрушения была предусмотрена система аутригеров.
В случае просадки одного из фундаментов колонна «подвисает» на ферме аутригера, что предотвращает обрушение. В расчетной схеме это моделируется отключением участка колонны между землей и полом первого этажа.
Рисунок 5 — Продольный и поперечный разрезы жилого дома в Норильске с системой аутригеров
Рисунок 6 — Схема работы каркаса при отключении нижнего участка колонны
Заключение
Пример жилого дома в Норильске показывает, что стальной каркас может эффективно применяться в многоэтажных жилых зданиях. Особенно оправдано использование металлоконструкций в удалённых регионах, где их применение упрощает логистику и ускоряет монтаж.
При этом в условиях вечной мерзлоты обязательно предусматривать специальные конструктивные мероприятия: свайные фундаменты с подъёмом здания над грунтом и систему аутригеров, перераспределяющую усилия при неравномерных осадках и исключающую риск прогрессирующего обрушения.
