Совершенствование расчетов и технологий для сталежелезобетонных конструкций

Минстрой России готовит Изменение № 2 СП 266 «Конструкции сталежелезобетонные. Правила проектирования». Проект документа прошел экспертизу в техническом комитете ТК 465 «Строительство» и находится на техническом редактировании в ФАУ «ФЦС».

Четыре года назад были впервые утверждены правила проектирования сталежелезобетонных конструкций. Они используются в строительстве с начала XX века. В таких конструкциях обеспечивается совместная работа стальной и железобетонной частей с помощью специальной арматуры или изделий – упоров. Удачное сочетание конструктивных материалов обеспечивает компактность, большую несущую способность и высокую огнестойкость сталежелезобетонных конструкций. Применение сталежелезобетонных конструкций позволяет снизить металлоемкость конструкций перекрытий от 14 до 26 % в зависимости от пролета. В полной массе здания экономия может составлять 8,8-16,4 % от массы всех конструкций. При среднем расходе стали для общественного здания высотой до 30 этажей 60-70 кг на кв.м и стоимости стальных конструкций с монтажом около 140 тыс. рублей за тонну, экономия при применении сталежелезобетонных конструкций для сооружения несущего каркаса может составить до 1607 рублей на квадратный метр.

В СССР по такой технологии были построены «сталинские высотки» в Москве и многие мостовые переходы. В современной России сталежелезобетонные конструкции используются для строительства высотных зданий, торгово-развлекательных комплексов и зрелищных сооружений. Знаковыми объектами с применением подобных конструкций в Москве можно назвать Центр Международной Торговли, Башню Евразия и Башню на Набережной делового района «Москва-Сити», в Санкт-Петербурге – это, прежде всего, Лахта Центр.

«До 2016 года в России отсутствовал свод правил, позволяющий проектировать сталежелезобетонные конструкции без разработки СТУ, кроме мостовых сооружений. При этом технология в нашей стране давно себя оправдала и зарекомендовала. Четыре года назад Минстрой исправил нормативный пробел, теперь пришло время учесть результаты апробации правил проектирования сталежелезобетонных конструкций. В частности, среди задач, стоявших перед разработчиками Изменения СП 266, был поиск альтернативы стад-болтам и уточнение возможностей применения уголковых гибких упоров», - отметил заместитель министра строительства и ЖКХ Российской Федерации Дмитрий Волков.

Подробно о проекте свода правил рассказал один из разработчиков документа Денис Конин, заведующий сектором ВЗиС ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, АО «НИЦ Строительство». По его словам, в проект документа внесены положения по назначению характеристик несущей способности гибких уголковых упоров. «Таким образом предусмотрено использование передового способа объединения стальной и железобетонной части комбинированной конструкции в виде штампованных уголковых упоров, которые крепятся к основанию без сварки. Сварка стад-болтов с опорными балками, кстати говоря, требует ток 2000 – 2500 А и одноразовые керамические кольца, что в известной степени снижает технологичность и скорость строительных работ», – пояснил он.

По его словам, применение уголковых упоров вместо стад-болтов или арматурных стержней позволяет экономить за счет снижения трудоемкости. Штампованные уголковые упоры крепятся на стальную конструкцию без сварки. Эта технология была апробирована в середине 90-х годов на нескольких объектах в Москве, но развитие не получила из-за отсутствия нормативно-технической базы и сложности согласований при завершении строительства и прохождении экспертизы. Позднее, при технико-экономическом обосновании вариантов для административно-бытового промышленного комплекса в Мурманске было установлено, что снижение трудоемкости по сравнению с приваркой арматурных стержней составляет 61% (ориентировочно 46 человеко-часов вместо 119 человеко-часов), по сравнению с приваркой стад-болтов – 41% (ориентировочно 46 человеко-часов против 78 человеко-часов). Кроме того следует отметить, что применение угловых упоров уменьшает и общие затраты на элементы объединения – по сравнению с приваркой арматурных стержней на примерно 7,2%, по сравнению с приваркой стад-болтов на 13,2%.

Изменение СП 266 также предусматривает правила для проектирования полностью обетонированных комбинированных балок в сильно нагруженных конструкциях при действии поперечных сил. К таковым относятся перехватные конструкции над проездами внутри общественных зданий и аутригерные конструкции высотных зданий, а также сооружения военно-космической отрасли.

В составе Изменения СП 266 учитываются результаты проведенных прикладных научных исследований, и теперь при проектировании сильно нагруженных изгибаемых и сжатых элементов для конструкций зданий и сооружений любого уровня ответственности больше не потребуется разработка СТУ и проведение дорогостоящих и длительных испытаний.

В проект документа также включен расчет внецентренно сжатых элементов и опция для проектирования колонн высотных и многоэтажных зданий, опор культурно-зрелищных сооружений (стадионов, манежей и прочее) с применением бетонов класса прочности на сжатие до В80 также без разработки СТУ.

«Если принять, что при текущей динамике возведения зданий в России с применением систем сталежелезобетонных перекрытий будет строиться 5% жилья, а также 20% промышленных и торговых площадей, то чистая экономия по сравнению с «традиционными» перекрытиями, где бетонная часть считается «балластом», составит свыше 8,1 млрд рублей», – сказал о перспективах экономии Денис Конин.

По данным Ассоциации развития стального строительства (АРСС), до 30 % коммерческой недвижимости в мире строится с применением сталежелезобетонных конструкций.

По словам руководителя Инженерного центра АРСС Алексея Яковлева, Ассоциация с особым вниманием следит за любыми изменениями в СП 266, потому что в основе этого документа лежит стандарт организации СТО АРСС «Сталежелезобетонные конструкции. Правила проектирования». «Стоит отметить позитивную динамику в развитии положений СП 266, которые теперь отражают самые современные требования строительной отрасли в части технологичности строительства, подчеркивают экономическую выгоду от применения комбинированных конструкций. Успешный мировой опыт применения сталежелезобетонных конструкций указывает на необходимость продолжать исследовать особенности работы этих конструкций, актуализировать соответствующие своды правил и руководства по проектированию, разрабатывать программное обеспечение для проектировщиков», – сказал он.
18 ноября 2020