Быстровозводимое здание – классификация/преимущество

от

Сталь является предпочтительным материалом для проектирования, поскольку она по своей природе пластична и гибка. Она прогибается при экстремальных нагрузках, а не дробится и крошится. Низкая стоимость конструкционных сталей, их прочность, долговечность, гибкость конструкции, адаптивность и пригодность для вторичной переработки по-прежнему делают их предпочтительным материалом для строительства зданий. Быстрое возведение снижает накладные расходы на услуги по управлению строительством. Сталь широко используется при строительстве промышленных зданий больших пролетов с кранами или без них (средние и тяжелые здания), где бетонное строительство невозможно.

В строительной инженерии быстровозводимое здание (PEB) проектируется производителем для изготовления с использованием заранее определенного запаса сырья и методов производства, которые могут эффективно удовлетворять широкому спектру требований к конструкции и эстетическому дизайну. Быстровозводимые стальные здания могут оснащаться различными конструктивными аксессуарами, включая мезонинные этажи, козырьки, фасады, внутренние перегородки и т.д., А водонепроницаемость здания обеспечивается с помощью специальных мастичных шариков, шпаклевочных полос и наличников.

В концепции быстровозводимого здания полное проектирование выполняется на заводе, а строительные компоненты доставляются на стройплощадку в разобранном состоянии. Эффективно спроектированное быстровозводимое здание может быть легче обычных стальных зданий на 30%. Меньший вес означает меньшее количество стали и потенциальную экономию на несущих конструкциях.

Ангар — это закрытая конструкция для хранения самолетов или космических аппаратов в защитных условиях. Ангары используются для защиты от непогоды, прямых солнечных лучей, технического обслуживания, ремонта, изготовления, сборки и хранения воздушных судов на аэродромах, воздушных судах и кораблях. Для строительства ангаров требуются специальные конструкции. Ширина дверей слишком велика и составляет от 30 до 120 метров, что затрудняет вход в воздушное судно. Чем больше вводится воздушное судно, тем более сложная конструкция необходима. Следовательно, быстровозводимые здания специально проектируются таким образом, чтобы соответствовать уникальным требованиям конкретного конечного использования.

1. ВВЕДЕНИЕ

Быстровозводимые здания (PEBS) являются последней тенденцией в Индии. PEB — это металлическое здание, состоящее из легких металлических фальцевых кровельных панелей на стальных обрешетках, натянутых между жесткими рамами, с обшивкой стен из легкого металла. Они значительно сокращают сроки строительства. Затраты на техническое обслуживание также чрезвычайно низки. PEBS оптимально используют ресурсы и максимально используют технологии. Быстровозводимые здания завоевали мировую репутацию за долговечность, водонепроницаемость и сейсмостойкость. Каменные плиты чрезвычайно универсальны – их легко устанавливать, расширять, модифицировать и транспортировать в разные места. Они безвредны для окружающей среды и могут быть эстетически спроектированы с уникальными характеристиками. По сравнению с традиционными методами строительства можно сэкономить примерно 20-30% затрат.

Опорные плиты могут быть доставлены на объект всего за 5-8 недель — на изготовление обычных стальных конструкций уходит до 20-25 недель. Уникальные технологии, используемые при изготовлении, позволяют изготавливать PEBS на 30% легче обычных стальных изделий. На строительной площадке не требуется сварки или изготовления, что обеспечивает большую скорость и эффективность.

2. КЛАССИФИКАЦИЯ ЗДАНИЙ

За последнее десятилетие наблюдается здоровая тенденция в виде роста спроса на строительные работы в жилом, коммерческом, институциональном, промышленном и инфраструктурном секторах. Современные конструкции намного сложнее по сравнению с предыдущим периодом. Одно из основных изменений, которое ощущают все, заключается в том, что нынешние конструкции стали выше и тоньше. Современные требования к конструкциям заключаются в том, что они должны быть легче, но без ущерба для функциональности. В гражданском строительстве наблюдается постоянная экономическая конкуренция между сталью, бетоном и другими строительными материалами.

2.1 Здания из армированного цементного бетона

Железобетон — это бетон, в который встроены арматурные стержни для улучшения одного или нескольких свойств бетона. В течение многих лет он использовался в качестве экономичного строительного материала в той или иной форме. Большая часть его привлекательности во всем мире заключается в том, что основные составляющие материалы цемент, песок, заполнитель, вода и арматурные стержни широко доступны и что можно построить конструкцию, используя местные источники рабочей силы и материалов.

2.2 Здания из стали

Стальное здание — это металлическая конструкция, изготовленная из стали для внутренней поддержки и для наружной облицовки, в отличие от зданий со стальным каркасом, в которых обычно используются другие материалы для полов, стен и внешней оболочки. Стальные здания используются для различных целей, включая складские помещения, рабочие пространства и жилые помещения.

2.3 Здания из бруса

Деревянные здания более осуществимы в районах, где древесные материалы легкодоступны, деревянное строительство часто считается самым дешевым и наилучшим подходом для небольших жилых сооружений. Деревянные или брусовые здания возводятся в западных странах, где температура слишком низкая. В деревянных зданиях такие элементы, как балки, колонны и крыши, изготавливаются из дерева. Деревянные здания могут быть покрыты соломой, гипсом, фанерой и т.д.

3. СТАЛЬНЫЕ ЗДАНИЯ

Современные каркасные конструкции из конструкционной стали практически безгранично сочетают изящество, искусство и функциональность и предлагают новые решения и возможности для создания сложных конструкций, которые когда-то считались невозможными. Стальные конструкции обладают запасом прочности. Простая конструкция стержня в стальном каркасе позволяет быстро приступить к строительству с самого начала монтажа.

3.1 Здания из обычной стали

Здания из обычной стали более практичны и консервативны. Элементы конструкции изготавливаются из горячекатаного проката и используются в обычных зданиях. Материалы производятся на заводе и доставляются на место. Исходные материалы обрабатываются на месте для придания желаемой формы и возводятся. Модификации могут быть внесены во время монтажа путем резки и сварки. Стропильные системы используются в обычной системе.

3.2 Быстровозводимые стальные здания

Быстровозводимые стальные здания изготавливаются на самом заводе. Изготовление элементов конструкции осуществляется в соответствии с требованиями заказчика. Детализированные элементы конструкции спроектированы для соответствующего местоположения и пронумерованы, которые не могут быть изменены, поскольку элементы изготавливаются с учетом конструктивных особенностей. Эти компоненты изготавливаются в модульном или полностью разобранном состоянии для транспортировки. Эти материалы доставляются на объект заказчика и возводятся. Процесс сварки и резки не выполняется на объекте заказчика. На объекте заказчика не происходит производственного процесса.

Наиболее распространенным и экономичным типом малоэтажных зданий является здание с первым этажом и двумя промежуточными этажами плюс крыша. Крыша малоэтажных зданий может быть плоской или наклонной. Промежуточные этажи малоэтажных зданий выполнены из мезонинных систем. Одноэтажные жилые дома требуют минимального времени на строительство и могут быть построены в любом географическом местоположении, например, в холмистых районах с экстремальным холодом, в районах, подверженных сильным дождям, на равнинах, а также в зонах с экстремально жарким климатом.

4. ПРЕИМУЩЕСТВА PEBS

  • Сокращение сроков строительства: Здания обычно доставляются всего через несколько недель после утверждения чертежей. Фундаментные и анкерные болты отливаются параллельно с готовыми, готовыми к монтажу болтами. В Индии использование быстровозводимых зданий сократит общее время строительства проекта как минимум на 50%. Это также позволяет быстрее заселять помещения и раньше получать доход.
  • Более низкая стоимость: Благодаря системному подходу достигается значительная экономия на проектировании, производстве и монтаже на месте. Вторичные элементы и облицовка соединяются вместе, что снижает транспортные расходы.
  • Гибкость расширения: Здания могут быть легко увеличены в длину за счет добавления дополнительных отсеков. Также возможно увеличение ширины и высоты за счет предварительного проектирования для будущего расширения.
  • Большие пролеты: Здания могут быть построены с шириной пролета около 80 метров.
  • Контроль качества: Поскольку здания полностью изготавливаются на заводе в контролируемых условиях, качество гарантировано.
  • Низкие эксплуатационные расходы: Здания поставляются с высококачественными системами окраски облицовки и стали в соответствии с условиями окружающей среды на объекте, что обеспечивает длительный срок службы и низкие эксплуатационные расходы.
  • Энергоэффективные кровельные и стеновые системы: Здания могут поставляться с полиуретановыми панелями с изоляцией или стекловолоконными одеялами для достижения требуемых значений U.
  • Архитектурная универсальность: Здание может поставляться с различными типами фасадов, козырьков и изогнутых карнизов и предназначено для установки стеновых панелей из сборного железобетона, навесных стен, блочных стен и других стеновых систем.
  • Доступность из одного источника: Поскольку полный комплект строительных материалов поставляется одним поставщиком, совместимость всех строительных компонентов и аксессуаров гарантирована. Это одно из основных преимуществ быстровозводимых строительных систем.

5. ПРИМЕНЕНИЕ PEB

С помощью PEB были достигнуты практически все возможные области применения в зданиях; наиболее распространенными областями применения являются промышленные, институциональные и коммерческие здания.

В Индии предварительно спроектированные строительные системы находят применение в основном при строительстве складов, промышленных навесов и зданий. В последнее время акцент также сместился на проекты индивидуального и массового жилья в сельской местности, а также в городах, фермерские дома, проекты реорганизации трущоб и проекты реабилитации, объекты инфраструктуры, такие как медицинские центры, киоски, начальные школы, панчаят и т.д. Фармацевтическая промышленность и выставочные центры, а также функциональные требования, такие как офисы, залы для семинаров, колл-центры, супермаркеты, выставочные залы и т.д., также привлекли PEB. Сейсмостойкие здания — это недавнее применение PEB, получившее широкое и немедленное признание.

5.1 Области применения быстровозводимых стальных зданий включают:-

  1. Дома и жилые приюты.
  2. Заводы.
  3. Склады.
  4. Спортивные залы (внутренние и наружные).
  5. Подвесные системы для самолетов.
  6. Супермаркеты.
  7. Мастерские.
  8. Офисные здания.
  9. Трудовые лагеря.
  10. Бензонасосы / Служебные здания.
  11. Школы.
  12. Общественные центры.
  13. Железнодорожные станции
  14. Корпус для оборудования / укрытия.

Существует большая возможность улучшить эстетическое качество с помощью выбора элементов кровли, внешней отделки, навесов от непогоды, цветовой системы и вариантов планировки, а также компоновки.

6. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ПРОЕКТЫ PEB В МИРЕ

Технологическое совершенствование на протяжении многих лет внесло огромный вклад в повышение качества жизни благодаря различным новым продуктам и услугам. Одной из таких революций стали быстровозводимые здания. Его происхождение можно проследить с 1960-х годов, но его потенциал был ощутим только в последние годы. В основном это было связано с развитием технологий, которые помогли компьютеризировать проектирование. Концепция PEB была очень успешной и хорошо зарекомендовала себя в Северной Америке, Австралии и в настоящее время расширяется в Великобритании и европейских странах. Возведение PEB происходит на 30-40% быстрее, чем возведение каменной кладки. Здания из PEB обеспечивают хороший изоляционный эффект и отлично подходят для тропической страны, такой как Индия. PEB идеально подходит для строительства в отдаленных и холмистых районах. Недавнее исследование, проведенное Ассоциацией металлических зданий (MBA), показывает, что около 60% нежилых малоэтажных зданий в США являются быстровозводимыми зданиями.

7. БУДУЩЕЕ PEB

Рынок стальных конструкций (СС) в Индии превышает 4,5 Mn.MT и растет быстрыми темпами более чем на 10% в год за последние несколько лет. На этом рынке наблюдался более высокий рост как по сравнению с индийской сталелитейной промышленностью, так и по сравнению с индийским строительным ВВП. В целом на строительный сектор приходится большая часть (более 80%) рынка стальных конструкций (в натуральном выражении) в Индии.

8. КОМПОНЕНТЫ PEB

Типичная сборка простой металлической строительной системы показана ниже, чтобы проиллюстрировать синергию между различными компонентами здания, как описано ниже:

  1. Основные компоненты.
  2. Вторичные компоненты.
  3. Покрытие листами (или) облицовки.
  4. Аксессуары.

8.1 ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ

A. Основной каркас

Основной каркас в основном включает жесткие стальные каркасы здания. Жесткий каркас PEB состоит из конических колонн и конических стропил (изготовленные конические секции называются сборными элементами). Конические секции изготавливаются с использованием современной технологии, при которой фланцы приварены к полотну. Соединительные пластины приварены к концам конических секций. Каркас возводится путем скрепления болтами соединительных пластин соединительных секций. Все жесткие каркасы должны быть сварными сборными двутавровыми секциями или горячекатаными секциями. Колонны и стропила могут быть либо одинаковой глубины, либо коническими. Фланцы должны соединяться с перемычками с помощью непрерывного углового шва с одной стороны. Все балки крыши торцевой стены и колонны торцевой стены должны быть холодногнутыми С-образными профилями, прокатными профилями или сборными I-образными профилями в зависимости от требований конструкции. Плиты, ребра жесткости и т.д. Все соединительные пластины базовых плит, заглушки и ребра жесткости должны быть приварены на заводе к элементам конструкции. Сборная секция I для возведения основных элементов каркаса (колонн и стропил).

B. Колонны

Основное назначение колонн — передавать вертикальные нагрузки на фундамент. Однако, помимо горизонтальных воздействий (воздействие ветра), они также передаются через колонны. В основном в быстровозводимых зданиях колонны состоят из двутавровых секций, которые наиболее экономичны по сравнению с другими. Ширина будет увеличиваться снизу вверх колонны. Секция I состоит из фланцев и перемычек, которые изготавливаются из пластин методом сварки.

C. Стропила

Стропила — это один из серии наклонных конструктивных элементов (балок), которые простираются от конька или вверх к стеновой плите, вниз по периметру ската или карнизу и которые предназначены для поддержки настила крыши и связанных с ним нагрузок.

8.2 ВТОРИЧНЫЕ КОМПОНЕНТЫ

Прогоны, решетка и распорки карнизов являются вторичными конструктивными элементами, используемыми в качестве опоры для стен и панелей крыши. На крыше используются обрешетки, на стенах — крупка, а на пересечении боковой стены и крыши — карнизные распорки. Они поставляются с минимальным пределом текучести 34,5 КН/м. Второстепенные элементы действуют как распорки, которые помогают противостоять части продольных нагрузок, которые воздействуют на здание, таких как ветровые и сейсмические нагрузки, и обеспечивают боковое крепление к компрессионным фланцам основных элементов рамы для увеличения грузоподъемности рамы. Прогоны, карнизные стойки из песчаника изготавливаются из высококачественной стали, соответствующей стандарту ASTM 607 Grade 50 или эквивалентной, толщиной 1,5 мм, 1,75 мм. 2,0 мм, 2,25 мм, 2,5 мм и 3,0 мм. Они поставляются с предварительно оцинкованным покрытием или окрашены на заводе с нанесением антикоррозионной грунтовки толщиной не менее 35 микрон (DFT). Прогоны и балки должны представлять собой холодноформованные Z-образные профили с усиленными фланцами. Размеры ребер жесткости фланцев должны соответствовать требованиям последней редакции AISI.

8.3 ЗАЩИТНАЯ ПЛЕНКА Или ОБЛИЦОВКА

Листы, используемые при строительстве быстровозводимых зданий, состоят из следующего: Основного металла либо из стали с гальваническим покрытием, соответствующей стандарту ASTM A 792 M марки 345B, либо из алюминия, соответствующего стандарту ASTM B 209M. Покрытие Galvalume состоит из 55% алюминия и около 45% цинка по весу. Наружное поверхностное покрытие на окрашенных листах из эпоксидной грунтовки толщиной 25 микрон с высокопрочным полиэфирным покрытием. Покрытие внутренней поверхности на окрашенных листах из эпоксидной грунтовки толщиной 12 микрон и модифицированного полиэстера или пенопласта. Листовой материал представляет собой холоднокатаную сталь с пределом текучести при растяжении 550 МПа и горячим металлическим покрытием Galvalume sheet.

8.4 ПРИНАДЛЕЖНОСТИ

  • Окно
  • Коньковый вентилятор
  • Раздвижная дверь
  • Рулонные жалюзи
  • Турбовентилятор
  • Световой люк на крыше
  • Регулируемые жалюзи
  • Изоляция
  • Лестница с каркасом безопасности

9. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сталь является настолько универсальным материалом, что каждый объект, который мы видим в нашей повседневной жизни, косвенно использует стальное направление. В строительстве нет реальной замены стали.

Сталь остается и будет оставаться логичным и широким выбором для строительных целей, в том числе с точки зрения охраны окружающей среды, поскольку большая часть используемой стали перерабатывается. Стальное здание предлагает больше дизайнерской и архитектурной гибкости для уникального или традиционного стиля. Его прочность и большие четкие пролеты означают, что конструкция не ограничена необходимостью в промежуточных несущих стенах. Поскольку ваши требования меняются с годами, вы можете повторно использовать, перемещать и модифицировать конструкцию.

Концепция быстровозводимых металлических зданий занимает уникальное положение в строительной отрасли, поскольку они идеально подходят для нужд современного машиностроения. Это было бы единственным решением для больших промышленных корпусов с тепловыми и акустическими характеристиками. Основным преимуществом металлоконструкций является высокая скорость проектирования и возведения зданий различных категорий.