Строительные материалы и изделия

Технико-экономическое обоснование применения металлических конструкций

В отличие от многих строительных материалов, применяемых исключительно в строительстве, металлы используют практиче­ски во всех отраслях народного хозяйства. Это выдвигает на первое место вопросы оценки экономической эффективности их первоочередного использования. С развитием сборного железо­бетона в СССР большая часть конструкций, выполнявшихся ранее из металла, изготовляется из железобетона. Это позволяет добиться экономии металла в строительстве.

Институтом экономики строительства Госстроя СССР с учас­тием ЦНИИпромзданий, НИИЖБа и других выявлены области первоочередного применения стальных конструкций в зданиях и сооружениях в перспективе.

Для определения эффективности каркасов рассматривались здания размером: 14-4Х144м с подвесными кран-балками

грузоподъемностью Зт, бесфонарные с сеткой колонн 12Х18м, высотой до низа ферм 7,2 м; 144X144 м с кранами 20 т, бес­фонарные с сеткой колонн 12X24 м, высотой до низа ферм 12,6 м; 150X144 м с кранами 50 т, бесфонарные, с сеткой колонн 12X30 м, высотой до низа ферм 16,2 м.

При сопоставлении учитывался комплекс конструкций, вклю­чающий колонны, фермы, подкрановые балки, фонари, связи, конструкции покрытий (без кровли), крановые рельсы и крепле­ния. В результате анализа выявилось, что стоимость зданий со стальными каркасами и железобетонными плитами покрытий на Ю...12% ниже стоимости зданий с железобетонными каркасами. При этом сроки возведения стальных каркасов в 1,5...2 раза меньше, чем железобетонных, а расход стали выше, чем у желе­зобетонных каркасов, на 30...40% (при применении в стальных каркасах стали марок СтЗ и 15ГС).

Масса конструкций в зданиях с железобетонными каркасами и плитами покрытий больше, чем при применении стальных каркасов и легких ограждающих конструкций. По сумме приве­денных затрат стальные конструкции каркасов на 8...10% эф­фективнее железобетонных.

Сборные железобетонные колонны в большинстве случаев экономичнее стальных как по расходу стали (в 2,5...5,5 раза), так и по стоимости и приведенным затратам (до 30%). Однако в крупных зданиях с покрытиями по стальным фермам при шаге железобетонных колонн 12 м применение последних экономически менее эффективно, чем стальных, так как требует устройства Дополнительных поперечных и продольных температурных швов, Установки дополнительных колонн, ферм и связей. Расстояние

между температурными швами при железобетонных колонна не превышает 72...144 м, а при стальных колоннах здания мером до 240x240 м и могут быть без температурных швов.

Применение стальных ферм наиболее эффективно при щаг ферм 6м и пролете 24...36 м. При шаге ферм 12 м, пролете

18.. .30 м и нагрузке 4500...5500 Па железобетонные цельные фермы покрытий со скатной кровлей экономичнее стальных щ приведенным затратам на 3... 11%. Таким образом, степень эко­номической эффективности ферм всецело зависит от величины пролета и нагрузки.

Весьма целесообразно применение стальных подкрановых балок. При кранах грузоподъемностью 10...30 т и пролетах

6.. . 12 м железобетонные подкрановые балки дороже стальных в 1,2...2,5 раза, а приведенные затраты выше в 1,3...2,8 раза. Стальные опоры и эстакады, под трубопроводы в 1,3...2,2 раза дешевле железобетонных. Железобетонные резервуары емкостью

5.. .10 тыс. м3 целесообразно применять для мазута и агрессив­ной нефти, а стальные — для малоагрессивной нефти и бензина. Напорные водоводы из стальных труб в настоящее время де­шевле, чем железобетонные и чугунные. Стоимость сталежелезо­бетонных пролетных строений мостов с пролетами более 33 мм и на 20...30% ниже, чем сборных железобетонных.

Применение сборных железобетонных опор линий электро­передач напряжением 35...330 кВ вместо стальных позволяет в

1.5.. .2 раза снизить расход стали и на 15...20% приведенные затраты.

В различных конструкциях в зависимости от местных условий, фактора црн и т. д. эффективность взаимозаменяемых материа­лов проявляется по-разному. Расчеты показывают, что в тех слу­чаях, когда строительство ведется в труднодоступных районах, стальные конструкции оказываются, как правило, эффективнее железобетонных. При наличии сред агрессивных и повышенной влажности во многих случаях более целесообразно использо­вать железобетон. Экономичность металлических конструкций определяется их конструктивной формой, индустриальностью, степенью совершенствования монтажа зданий и сооружений.

Отечественная и зарубежная практика строительства свиде - тельствует об экономической целесообразности более широкого использования легких алюминиевых сплавов в различных строи­тельных конструкциях. Интересно, что около 1 /5 всего выраба­тываемого в мире алюминия сегодня используется для нуЖД строительства. За последние годы объем применения алюминия и его сплавов в строительстве значительно возрос. Алюминиевые сплавы желательно использовать в ряде несущих и ограждаю­щих конструкций, для заполнения оконных проемов и устройства витражей, при сооружении мостов, емкостей для хранения раз­личных материалов и продуктов, для отражательной теплоизо­ляции. Эффективность применения алюминиевых сплавов в строи­тельстве также зависит от района его использования.