Концепция

Декабрь 2015

Многофункциональное здание с открытым паркингом

Бизнес-сити «Технопарк»

[Выбор конструктивной схемы]

Конструктивная схема здания принята каркасной шарнирно-связевой. Каркас здания –

сталежелезобетонный. Подобная схема, уже ставшая классической на строительных рынках

развитых стран, дает два главных преимущества:

1. Открытые планировки с максимальным эффективным пространством. На примере

паркинга это означает увеличение количества машино-мест до 250, включая 18 мест для

людей с ограниченными возможностями. Причина и следствие оптимизации пространства

наглядно показаны на иллюстрациях ниже.

Введение промежуточных колонн в железобетонных каркасах сократит количество

паркомест примерно на 7%, в результате чего будет потеряно порядка 20 машино-мест.

Монолитный железобетонный каркас 230 машино-мест

Сталежелезобетонный каркас 250 машино-мест

Отсутствие внутренних колонн означает свободу передвижения в паркинге, что

невозможно в железобетонных вариантах. Для пользователей это делает паркинг более

привлекательным с точки зрения удобства.

Планировка также учитывает оптимизацию по форме и расположению рамп. Принято

решение с полуэтажами и внутренним расположением рамп. Сравнительный анализ

показывает, что такое решение повышает эффективность планировки паркинга в пределах

11%.

Эффективность объемно-планировочного решения паркинга характеризуется двумя

коэффициентами 𝐾1, значение которого определяется соотношением площади мест хранения к

полезной площади здания, и 𝐾2 , показывающим количество полезной площади паркинга,

приходящейся на одно машино-место.

𝐾1 =𝐻 ∙ 𝑠

𝑆; 𝐾2 =

𝑆

𝐻

Для рассматриваемого случая:

𝑠 = 12,5м2 площадь одного паркоместа, грубо принята по стандартному машино-месту без учета

увеличенных мест для людей с ограниченными возможностями;

𝐻 = 250шт. количество машино-мест;

𝑆 = 6539,4м2 общая площадь помещений открытого паркинга согласно текущим планировкам.

Тогда:

𝐾1 =250 ∙ 12,5

6539,4= 0,48

𝐾2 =6539,4

250= 26,2

Учитывая, что для расстановки машин только с учетом проезда коэффициент 𝐾1

находитсся в диапазоне от 0,52 до 0,62, то текущее значение 𝐾1 = 0,48 говорит о достаточно

высокой эффективности рассматриваемой планировки. При рассмотрении только расстановки

машин с проездом значения, близкие 0,6 , характерны для расположения машин перпендикулярно

к проезду. Это также было учтено эскизным решением, которое принимает расстановку машин под

углом 90о к проезду.

2. Сокращение сроков строительства. Концепция предполагает сборную технологию возведения

здания с монолитными работами только по плитам перекрытий, в которых использованы элементы

несъемной опалубки.

Укрупненный срок строительства данного объекта с монолитным каркасом составит 14

месяцев. Представленная быстровозводимая технологии ориентировочно позволит

сократить продолжительность строительства до 9 месяцев.

Монолитный железобетонный каркас 14 месяцев

Сталежелезобетонный каркас 9 месяцев

Таким образом, сокращение сроков составит 30-40%, что характерно при использовании

сталежелезобетонных каркасов.

Главные причины значительного сокращения сроков:

- уменьшение объемов по выполнению земляных работ и фундаментов;

- сборная технология возведения каркаса;

- использование несъемной опалубки перекрытий;

- колоссальное сокращение объемов работ на строительной площадке;

- удобство крепления фасадных конструкций и элементов инженерных сетей.

Данные преимущества заказчик получает на фоне сохранения себестоимости

строительства в диапазоне 95…110%. Приведенная к площади стоимость возведения

сталежелезобетонного каркаса составит порядка 150 у.е/м2.

Структура затрат на каркас будет укрупненно распределятся следующим образом:

Проектирование, изготовление и монтаж

металлоконструкций (с метизами и доставкой) - 70 у.е/м2

Материалы и работы по плитам перекрытий - 40 у.е/м2

Фундаменты и цокольный этаж - 15 у.е/м2

Огнезащита - 20 у.е/м2

Общестроительные и накладные расходы - 5 у.е/м2

Итого 150,00 у.е/м2

При условии стандартных фасадных материалов (сетки, тонколистовой металл) и

инженерных сетей (освещение, противопожарный водопровод, автоматическая система

пожаротушения и сигнализации) себестоимость машино-места будет находится в

диапазоне 4000-4500у.е/м2.

В части здания коммерческого назначения предлагается применение аналогичной

технологии возведения каркаса. Таким образом, сохраняются открытые планировки, что

особенно приоритетно в развлекательных и офисных зонах с 1 по 4 этаж, а также

помещениях ивент-холла и зала собраний на 5-м этаже.

Общее сокращение сроков включает многофункциональную зону здания, где стальная

сборная основа позволяет в формате 3Д-модели решить еще одну задачу с воплощением

сложной конфигурации перекрытий и покрытия через быстровозводимый каркас и

несъемные элементы взамен сложных опалубочных и бетонных работ.

*Оптимальная комбинация]

Сталежелезобетонный каркас, как и всякая строительная конструкция, является набором

типовых элементов, которые при правильной комбинации образуют оптимальное для заказчика

решение. В рассматриваемом случае предлагаются следующие основные составляющие каркаса:

1. Монолитные сталежелезобетонные плиты по профилированным настилам для зоны

паркинга предлагаются в двух основных вариантах: плиты по наиболее высоким

профнастилам, утоленные в створ балок, либо плиты по профнастилам с расположением

над балками. Решение равнозначны по материалоемкости и стоимости, однако каждый

имеет свои аспекты, требующие учета. Первый вариант выигрывает по трудоемкости

благодаря меньшему на треть количеству элементов балочной клетки, но требует

применения настилов импортной поставки. Второй вариант увеличивает количество балок

настила, но применяет профнастилы отечественного производства.

Варианты конструктивного решения перекрытия приведены на иллюстрациях ниже.

Аргументация конструктивного решения плит перекрытия:

- несъемная опалубка перекрытий, что сокращает сроки опалубочных работ в сравнении с

классической разборной опалубкой в 4 раза;

- сокращение общих трудозатрат на обустройство перекрытий до 40%;

- более эффективное ребристое перекрытие взамен плоского, что сопровождается

уменьшением веса плиты в диапазоне 30…50%;

- уменьшение количества элементов балочной клетки до 2-х раз;

- частичный либо полный отказ от горизонтальных связей по перекрытиям;

- обеспечение требуемого предела огнестойкости;

- компактная транспортировка и складирование опалубки в виде настила;

- повышение общей устойчивости и живучести каркаса здания в случае возникновения

аварийных ситуаций.

Основную часть здания составляет зона паркинга и необходимо отметить, что условия

эксплуатации перекрытий в открытых паркингах относятся к агрессивным (XD3 согласно

ДСТУ-Н Б EN 1992-1-1).

К эксплуатационным воздействиям на полы паркингов относятся: механические и жидкостные. Механические воздействия определяют:

- движение автомобилей;

- ударные нагрузки;

- равномерно - распределенные нагрузки;

- сосредоточенные нагрузки.

Из жидкостей на полы воздействуют автомобильные масла, вода и соли. К специальным требованиям могут быть отнесены: пылеотделение, безыскровость, электропроводность.

Выбранная конструкция учитывает все перечисленные факторы и сильно выигрывает по эксплуатационным показателям у классических монолитных плит и тем более перекрытий по сборным железобетонным элементам. Сборные железобетонные элементы не выдерживают критики в перекрытиях паркингов из-за образования трещин в стыках, а классические монолитные перекрытия подвержены агрессивному воздействию с обеих сторон, что особенно проявляется на нижних гранях. Сталежелезобетонное перекрытие не только исключает эти два недостатка, но и имеет декоративную и защитную ребристую поверхности по нижней плоскости перекрытия. Использование профилированных настилов с полимерным покрытием дает архитектору еще один инструмент создания архитектурной выразительности открытой для обзора конструкции плиты, как показано на иллюстрациях ниже.

2. Сталежелезобетонные балки перекрытий в зоне паркинга будут располагаться ниже

уровня плиты. Огнезащита балок будет осуществляться интумесцентными

(вспучивающимися) красками, которые позволят сохранить внешний вид конструкции на

должном уровне.

Термин сталежелезобетонная балка подразумевает обеспечение совместной работы

железобетонной плиты и стальной балки посредством сдвиговых анкерных упоров.

Данной концепцией в качестве сдвиговых упоров

предусматриваются наиболее типовые стад-болты

диаметром 19мм и высотой до 120мм. Приварка

стад-болтов в случае перекрытий по наиболее

высоким профнастилам выполняется в заводских

условиях, а для второго варианта опирания плиты

сверху – непосредственно сквозь настил на

строительной площадке, как показано на

фотографии.

В качестве стальных профилей балок приняты сварные двутавры высотой в пределах

650мм. В дополнение к объединению с бетонной полкой для их оптимизации принят

набор стандартных мероприятий:

- моносимметричный двутавр либо балка с перфорированной стенкой;

- используется сталь S355 либо С345 повышенной прочности;

- контроль прогибов приданием строительного подъема.

Аргументация конструктивного решения балочных клеток:

- большие пролеты, реализующие основное преимущество в виде свободной планировки

без промежуточных колонн;

- оптимальная металлоемкость балочной клетки в пределах 28кг/м2 для паркинга и 35

кг/м2 для многофункциональной зоны;

- общая высота перекрытия в пределах 900мм;

- обеспечение требуемого предела огнестойкости;

3. Стальные колонны с огнезащитой плитными материалами либо частично

обетонированные сталежелезобетонные колонны.

Аргументация конструктивного решения

колонн:

- уменьшение габаритов колонны до 40%,

что соответствует уменьшению площади

сечения до 2-х раз;

- удобство соединения со

сталежелезобетонными перекрытиями;

- обеспечение требуемого предела

огнестойкости;

- упрощение либо отказ от опалубочных

работ и мокрых процессов.

Многофункциональная зона здания в сравнении с паркингом будет характеризоваться

большей концентрацией инженерных сетей, менее длинными пролетами и более

высокими требованиями огнестойкости при условии разделения зон на противопожарные

отсеки. Поэтому конструкция перекрытия будет иметь свои особенности с использованием

перфорированных балок либо перекрытий пониженной высоты. Обе схемы имеют

стандартные методы пропуска коммуникаций в створе конструкции и конструктивной

огнезащиты.

4. Фундаменты здания – предварительно ленточные с закладными опорными пластинами.

5. Ограждающие конструкции принимаются согласно архитектурному решению. Фасады

здания предусматривают элементы остекления и солнцезащиты многофункциональной

зоны. Сталежелезобетонный каркас создает два удобства для крепления фасадного

остекления за счет машиностроительной точности стальной основы каркаса, а также

альтернативы в креплении либо к стальным элементам, либо к железобетонным

поверхностям перекрытия.

Солнцезащитные системы представляют собой различные комбинации ламелей, которые

крепятся на фасаде здания, обеспечивая защиту от солнечных лучей и яркого света. Могут

быть предложены как стандартные, так и специально-разработанные варианты. Система

одновременно выполняет архитектурную и функциональную задачи, защищая от

солнечных лучей летом и увеличивая их поступления в холодное время года, что

сокращает расходы на электрическую энергию для обогрева и кондиционирования

помещений. Ламели изготавливаются из алюминия или других легких материалов и с

учетом рассматриваемого архитектурного решения крепятся через несущую рамку к

основным конструкциям здания.

Внешние ограждающие конструкции зоны паркинга согласно

определению гаражей открытого типа ДБН В.2.3-15:2007 имеют не

менее 50% проемов.

Практика современного строительства паркингов предписывает

для их внешнего ограждения органично использовать недорогие

материалы, которые совмещают одновременно простоту и

элегантность с невысокой стоимостью. К примеру в фасадах

паркинга можно использовать различные сетки, решетки, полосы

металла и даже окрашенные в цвет промышленные настилы.

Обязательным элементом любого паркинга являются элементы безопасности и защиты от

ударов машин.

Внутренние ненесущие перегородки предлагается взамен тяжелого трудоемкого кирпича

заменить готовыми звукозащитными и огнестойкими панелями с легким каркасом из

стальных холодногнутых профилей. Такие панели равнозначны по цене либо дают

экономию до 12,5%, но при этом до 90% легче и на 80% менее трудозатратны нежели

кладка, могут крепиться к различным каркасам как внешние либо внутренние стены, легко

демонтируются, переносятся и пригодны к повторному использованию.

[Именно современный комплексный подход к строительству и всему

жизненному циклу здания, включая разработку концепции,

проектирование, возведение, эксплуатацию, возможности по изменению

функционала и реконструкции вплоть до утилизации отличают успешный

проект в современном мире. Предложенные решения дают такой

комплексный подход на этапе архитектурной и конструктивной

концепции. В основу конструктивной концепции заложены современные

сталежелезобетонные каркасы, которые, начиная с паркингов и

заканчивая небоскребами, являются наиболее оптимальным и

распространенным решением в коммерческом строительстве+

*Примеры применения сталежелезобетонных каркасов в Украине+

- ТРЦ Большевик, г. Киев:

сталежелезобетонные

перекрытия

- аэропорт Борисполь:

сталежелезобетонные балки

- отель Hilton, г. Киев:

сталежелезобетонные

колонны

- ТРЦ Гулливер, г. Киев:

сталежелезобетонные

перекрытия

- ТРЦ Dream Town, г. Киев:

сталежелезобетонные

перекрытия