Стальная сборно-монолитных перекрытия

Когда говорят про стальные сборно-монолитные перекрытия, часто представляют себе просто балки, залитые бетоном. Но на практике разница между ?просто? и ?работающим? узлом — это сотни тонн нагрузки, сантиметры прогиба и вопросы, которые возникают уже на стройплощадке. Многие заказчики до сих пор считают, что главное — это сам стальной каркас, а бетон — лишь заполнитель. Это первое, с чем приходится спорить. На деле, это полноценная композитная система, где работа стали и бетона должна быть совместной и просчитанной до мелочей — от типа сдвигового соединения до условий бетонирования зимой.

Где кроется сложность? Неочевидные узлы

Возьмем, к примеру, соединение балок между собой и с колоннами. Если использовать готовые решения из старых альбомов серий, часто не учитывается современная толщина металла, доступные марки стали и реальные допуски монтажа. Мы как-то работали над складским комплексом, где проектировщик заложил классические фасонки. Но пришлось оперативно пересчитывать узлы, потому что на объекте привезли балки из стали С345, а не С255, как было в исходных данных. Мелочь? Не совсем — это повлияло на сварные швы и потребовало изменения технологии монтажа.

А сам процесс бетонирования... Его часто отдают на откуп субподрядчикам, которые могут залить всё сразу, без учета этапности. В результате — неконтролируемая нагрузка на недобетоненные участки, дополнительные прогибы. Приходится буквально стоять с проектными схемами и разъяснять, почему нельзя укладывать смесь на всю площадь захватки. Особенно критично это в перекрытиях с большими пролетами, где используются предварительно напряженные балки. Тут уже не до импровизаций.

И про опалубку. Казалось бы, что тут сложного? Но если использовать несъемную опалубку из профлиста, нужно четко понимать его марку, высоту трапеции и несущую способность до набора прочности бетоном. Видел случаи, когда профлист ?походил? на нужный, но его фактическая жесткость была ниже. Результат — видимый провис еще до снятия временных опор. Теперь всегда требуем паспорта на материал и делаем контрольные замеры.

Опыт и материалы: что предлагает рынок

На российском рынке не так много компаний, которые комплексно подходят к вопросу: от производства металлоконструкций до поставки всех комплектующих для перекрытия. Часто металл делают одни, профнастил — другие, а проектирование — третьи. Это рождает массу нестыковок. Поэтому для нас было важным найти партнера, который закрывает несколько направлений сразу. В этом плане интересен опыт компании ООО Шэньси Хунлу Тяньлун Стальные Конструкции (https://www.hltl.ru). Их сайт указывает на основные направления: металлоконструкции, сэндвич-панели и, что для нас ключевое, многопустотные плиты перекрытия с арматурными каркасами. Такая специализация говорит о понимании полного цикла в строительстве каркаса.

Работая с подобными поставщиками, важно оценить не только каталог, но и готовность к нестандартным решениям. Например, при реконструкции старого здания нам потребовались балки переменного сечения, чтобы обойти существующие коммуникации. Готовых решений нет, нужен был расчет и изготовление ?под ключ?. Это как раз тот случай, когда важно, чтобы производитель имел в штате грамотных конструкторов, а не просто технологов по резке и сварке.

Касательно бетона. Мы давно перешли на использование легких бетонов на пористых заполнителях для снижения нагрузки на несущие стены и фундамент. Но здесь своя загвоздка — адгезия к стальному профилю. Пришлось проводить свои испытания по подбору добавок в бетонную смесь. Стандартные рецепты не всегда обеспечивают надежное сцепление, особенно при вибрационных нагрузках. Это та деталь, которую не найдешь в учебниках, только методом проб, иногда — ошибок.

Практические кейсы и ?подводные камни?

Был у нас проект торгового центра, где архитекторы задумали свободные пространства без промежуточных колонн. Пролеты — под 12 метров. Решение — стальные сборно-монолитные перекрытия с использованием сварных двутавров большой высоты. Казалось, всё просчитано. Но не учли температурные швы и усадку бетона в таких протяженных конструкциях. Через полгода после ввода в эксплуатацию пошли трещины в чистовой стяжке пола. Причина — недостаточная податливость опорных узлов, которые не компенсировали температурные деформации. Пришлось делать инъектирование и устанавливать дополнительные компенсаторы. Дорогой урок.

Другой пример, более удачный. Строительство производственного цеха с крановой нагрузкой. Здесь ключевым было обеспечить локальную прочность в зонах опирания крановых путей. Мы пошли по пути применения ребристых плит с усиленным армированием в зонах концентрации напряжений. И что важно — совместно с производителем металлоконструкций (в том числе рассматривали и варианты от HLTL) разработали детальные схемы анкеровки закладных деталей в бетон. Результат — объект работает уже пять лет, динамических трещин нет.

Отдельная история — огнезащита. Часто ее расчет ведется формально, по таблицам. Но в сборно-монолитной конструкции пути распространения тепла иначе. Стальная балка, частично заключенная в бетон, нагревается неравномерно. Стандартное нанесение огнезащитной краски на всю поверхность балки может быть избыточным в одних местах и недостаточным — в других. Мы сейчас склоняемся к комбинированным решениям: для нижней полки, наиболее уязвимой, — тонкослойные вспучивающиеся покрытия, для стенки и верхней полки — возможно, базальтовые маты или легкий бетон. Но это удорожает проект, и не каждый заказчик готов.

Экономика и логистика: без чего не обойтись

Стоимость. Многие клиенты пугаются первоначальной цены квадратного метра такого перекрытия по сравнению с монолитным или сборным железобетоном. Но если считать полный цикл — скорость монтажа, снижение нагрузки на фундамент (а значит, его удешевление), отсутствие необходимости в тяжелой опалубке и кранах большой грузоподъемности — экономика становится другой. Особенно это чувствуется на объектах в стесненных городских условиях или при надстройке этажей.

Логистика и складирование. Стальные балки — это габарит. Их нужно привезти, разгрузить, хранить до монтажа так, чтобы не было коробления. А потом еще и профлист для опалубки, арматурные каркасы... Если все это от разных поставщиков, то координация превращается в кошмар. Поэтому, повторюсь, ценны компании с широкой номенклатурой, как та же ООО Шэньси Хунлу Тяньлун Стальные Конструкции. Когда и металл, и элементы перекрытия можно согласовать и получить из одного источника — это сокращает риски и сроки.

Монтаж. Идеально, когда монтажники — это бригада, которая уже работала с такими системами. Они понимают важность точной установки балок по уровню, знают порядок раскрепления временными связями до бетонирования. У нас была печальная практика, когда наняли ?универсальных? монтажников. Они решили сэкономить время и не стали ставить все предусмотренные ППР временные стойки. В итоге — аварийный прогиб при укладке бетона. Хорошо, что обошлось без жертв, но работы встали на две недели, пока восстанавливали геометрию.

Взгляд в будущее: куда движется технология

Сейчас все больше говорят о BIM-моделировании. Для стальных сборно-монолитных перекрытий это не просто мода, а необходимость. Конфликты между арматурными каркасами, закладными деталями, трассами инженерных систем проще выявить в модели, чем на объекте. Мы постепенно переходим к требованию от поставщиков не только чертежей в DWG, но и моделей ключевых узлов в IFC. Это, кстати, еще один критерий выбора подрядчика — его технологическая зрелость.

Еще один тренд — применение высокопрочных сталей. Это позволяет уменьшить сечение балок, снизить металлоемкость и, как следствие, нагрузку. Но здесь нужна осторожность: высокопрочная сталь часто более чувствительна к концентраторам напряжений вокруг сварных швов. Требуется более качественная подготовка кромок и контроль сварки. Не каждый завод на это готов.

И наконец, тема устойчивого развития. Вторично используемый металл, бетон с золой-уносом или шлаком... Это уже не абстракция, а конкретные требования некоторых девелоперов. Сборно-монолитные системы здесь в выигрышном положении: сталь отлично перерабатывается, а бетонную часть при демонтаже можно дробить и использовать как заполнитель. Думаю, в ближайшие годы экологические сертификаты на материалы станут таким же обязательным пунктом в спецификации, как и марка стали.

В целом, технология живая и развивающаяся. Она не для всех объектов, но где нужны скорость, большие пролеты и гибкость планировки — ей нет равных. Главное — не относиться к ней как к шаблону, а каждый раз глубоко погружаться в расчеты и деталировку. И, конечно, работать с теми, кто понимает ее изнутри, а не просто продает металлопрокат.