Металлоемкость здания
Один из путей снижения металлоемкости конструкций,
успешно применяемый во всем мире, это совмещение функций
ограждающих и несущих конструкций в одном элементе.
Металлоемкость здания — это величина, зависящая от размеров здания или сооружения, которая измеряется в кг⁄м². Обычно металлоёмкость определяется соотношением: масса несущих металлоконструкций каркаса здания, делённая на его площадь. Чтобы определить металлоемкость здания необходимо уметь правильно посчитать размеры здания и точно определить вес металлоконструкций. А кроме того знать, как зависят между собой нагрузки и металлоемкость здания, которые должны быть максимально разумными в любом проекте, чтобы здание было прочным и надежным.
Начнем с того, что обратим внимание на внешние размеры здания: чем выше и шире здание, тем больше его металлоёмкость на квадратный метр. Утяжеление зданий происходит за счет повышения этажности, увеличения пролетов и соответственно утяжеления металлоконструкций покрытия и перекрытия, козырьков, мезонинов, фонарей. Но если заказчик хочет, чтобы здание было полегче, как тогда достигнуть уменьшения металлоёмкости?
Жизнеспособность и долговечность металлоконструкций зависит от конкретного проектировщика, который может снизить металлоемкость здания, путем перераспределения нагрузок. Например, если по ширине высотного объекта строительства дополнительно расположить металлоконструкции колонн, то металлоемкость здания уменьшится. Однако в таком проекте необходимо тщательно рассчитать расстояние между опорными металлоконструкциями, внутренние и внешние компоненты, иначе по планировочному и конструктивному исполнению получится «темный лес», малопривлекательный для посетителей. Самым приемлемым считается расстояние между металлоконструкциями колонн или по-другому «сетка колонн» — 6*6, 6*12, 6*18, 6*24, 12*24. Соблюдая простые и ограниченные размерами показатели, можно добиться оптимальной металлоемкости здания и сделать проект привлекательным и быстроокупаемым.
Металлоемкость здания зависит от приложенных нагрузок: высокие нагрузки — большая металлоёмкость, и соответственно наоборот. Все нагрузки и воздействия на металлоконструкции в проекте предварительно рассчитываются. Чтобы было понятно, о чем идет речь, напомним читателю:
Важную роль в определении металлоёмкости играет сам металл, из которого производятся металлоконструкции. Поэтому покупать готовые проекты или типовые модели быстровозводимых зданий, а также заказывать их изготовление или производство металлоконструкций нужно только у надежного поставщика (производителя).
В нашей компании все заказы грамотно оптимизируются, с учетом уникальных и типовых конструктивных решений, желаний, потребностей и возможностей клиента. Если вы хотите избежать проектных и производственных ошибок, получить в кратчайший срок здание, полностью соответствующее вашим целям — звоните или приезжайте. Наши специалисты помогут вам разобраться с металлоёмкостью и другими качественными характеристиками, а также предложат наилучшую цену за весь проект здания под ключ.
И напоследок. Не забывайте: чем больше металлоемкость здания, тем оно дороже. Однако, что окажется выгодней в вашем конкретном случае: экономия на цене или увеличенная металлоёмкость, зависит от детального технического задания, проработки конструктивных решений и точных расчетов несущих металлоконструкций. Поэтому звоните, пишите, действуете! Мы вместе с вами нацелены на наилучший результат! 391 209-09-40.
Металлоемкость конструкций ангара и как ее рассчитать
Строить быстровозводимые здания выгоднее, чем капитальные. Они возводятся намного быстрее, требуют меньше единиц спецтехники, расходуют меньше средств. Строительство задействует небольшую бригаду, а не целый отряд рабочих. Это создает ложное впечатление несерьезности технологии, чрезмерной универсальности, что приводит к пренебрежению расчетами. Однако быстровозводимые объекты должны проектироваться с не меньшей тщательностью, чем традиционные постройки из железобетона, ведь от правильности чертежей зависит несущая способность конструкций, долговечность, а главное, безопасность эксплуатации. На эти свойства напрямую влияет металлоемкость здания.
Что такое металлоемкость ангара
Низкая металлоемкость допустима в небольших ангарах, на которые не оказывается высоких ветровых, снеговых нагрузок, и внутри которых не монтируются кран-балки для ремонта крупной техники или передвижения различных объектов. Недостаточная металлоемкость приведет к обрушению постройки под воздействием ураганов/снега или к деформации под собственным весом, что ведет к повышению вероятности травм персонала, расходов на ремонт и потерю хранимой продукции или техники.
Высокая металлоемкость повышает прочность объекта, устойчивость к сильным ветрам, толстым снежным массам на крышах. Однако если толщина металлоконструкций чрезмерно завышена, либо если колонны, опоры, иные несущие элементы расположены с неоправданной частотой, близостью друг к другу, возрастает цена ангара, осложняется его использование, планировка становится более неудобной.
Главная задача проектировщиков — найти такое соотношение веса металлоконструкций и площади здания, при которых объект выдержит все климатические условия региона, где он расположен, и эксплуатационную нагрузку.
От чего зависит металлоемкость ангара
Самый очевидный фактор, от которого зависит металлоемкость — габариты постройки. Количество металла на квадратный метр площади тем больше, чем шире, длиннее и выше сооружение. Большие размеры повышают требования к выносливости несущих конструкций, что дополнительно повышает металлоемкость.
Также на металлоемкость конструкций влияют:
Наконец, металлоемкость напрямую зависит от инженеров, грамотности проведения расчетов, умения адаптировать технологию быстровозводимого строительства под конкретные нужды заказчика.
В свою очередь металлоемкость оказывает влияние не только на сумму, которую придется потратить на строительство, но и на вес здания, что повлияет на тип фундамента. Если емкость окажется избыточной, кроме денег израсходуется время — придется заливать железобетонное основание, на полное затвердевание которого иногда уходит более месяца, и объект перестанет быть быстровозводимым.
Как рассчитать металлоемкость и что учитывать
Металлоемкость каркаса быстровозводимых зданий рассчитывается разными методами, однако они дают приблизительно одинаковый результат с небольшим расхождением. Самостоятельные вычисления дают возможность оценить, насколько адекватно проектировщики рассчитали количество металлоконструкций. Это полезно для контроля строительных процессов. При незначительной разнице для тревоги нет оснований, но если результаты отличаются существенно (обычно они оказываются завышенными), лучше уточнить, не пытается ли производитель ангара перестраховаться, заложив повышенную несущую способность, и задуматься, нет ли у него стремления взять более высокую плату, чем того требует запрос заказчика.
Стандартные расчеты металлоемкости проводятся согласно положениям СНиПов и иных действующей нормативной документации.
Обычно вычисления ведутся по формуле:
g = [0,1 + 0,03 × (9,81 + К1× (H/L) × К2) × (1 + 0,01 × H)] × K3/0,00981.
Здесь:
Формула предполагает, что металлоконструкции изготовлены из черновой стали.
Значения ветровых и снеговых нагрузок содержатся в таблицах нормативных документов, включая ГОСТ Р 56728-2015. Они уже рассчитаны — достаточно найти в таблицах свой город и определить, к какому из восьми регионов, для которых характерны свои нагрузки, он относится.
Также учитывается тип местности:
Приведенный способ вычисления подходит одноэтажным ангарам. Если рассчитывается металлоемкость многоэтажных зданий, учитываются опорные конструкции каждого этажа. Для определения общей массы объекта с несколькими этажами, значение, полученное по этой формуле, умножается на площадь внутреннего пространства с поправкой на этажность.
Иногда приходится дополнительно учитывать козырьки, фонари, мезонины, прочие вспомогательные объекты, входящие в конструкцию здания. Утяжеляют и, соответственно, повышают металлоемкость рост числа пролетов, повышение толщины металлопрофиля для перекрытий, других несущих элементов.
Оптимальные параметры металлоемкости
Проектировщики постоянно оптимизируют металлоемкость, чтобы сохранить способность здания выдерживать заданные нагрузки, но уменьшить цену строительства и количество задействованного металла. Один из способов снижения металлоемкости — изменить расстояние между опорами, внутренними и внешними колоннами. Важно стремиться к тому, чтобы они располагались удобно для персонала и посетителей.
Наиболее удобным считается такой шаг между колоннами (он же называется «сеткой колонн»):
Чем чаще расставлены опоры, тем неудобнее планировка внутри ангара. Порой для увеличения расстояния между колоннами для сохранения несущей способности увеличивают толщину профиля — и это сохраняет металлоемкость на том же уровне или ведет к его уменьшению.
Другой способ оптимизации толщины и суммарного веса металла — совмещение функций ограждающих и несущих конструкций в одном строительном элементе.
Также для уменьшения металлоемкости инженеры задействуют балки с переменным сечением. Нижняя часть ангара подвергается более высоким нагрузкам, так как на нее давит весь вес постройки, поэтому здесь несущие конструкции делают утолщенными. Верхняя часть испытывает меньше давления от самого здания, что дает возможность установить здесь более тонкий металлопрофиль.
Оптимальными считаются такие значения металлоемкости:
Однако стремление к чрезмерной оптимизации не всегда допустимо. Так, высокие значения металлоемкости необходимы при повышенных требованиях к безопасности здания — например, если строится атомная станция или схожий по значимости объект, в который важно заложить как можно больший коэффициент запаса прочности.
Лучше не покупать готовые проекты или типовые чертежи — они разработаны максимально усредненными, иногда непонятно, под какой тип металла их рассчитали. Чтобы получить такое быстровозводимое здание, в котором металлоемкость, конфигурация несущих конструкций и цена наиболее удачно сбалансированы, лучше обращаться в проверенную строительную компанию с хорошей репутацией «Технолок». Будем рады ответить на ваши вопросы.
Металлоемкость зданий и сооружений: оптимальные значения
Не все обыватели знают, что помимо длины, ширины, высоты, типа конструкции кровли у здания есть еще ряд значимых характеристик, среди которых важное место занимает металлоемкость. Она определяется по простой формуле: делением массы металла несущих конструкций на площадь.
От чего зависит металлоемкость
Бытует мнение, что чем меньше металлоемкость, тем лучше. Данное утверждение более чем спорно. Естественно, бездумно возводить массивные колонны – неразумно, однако «утончать» каркас БМЗ чрезмерно – тоже. Есть ряд факторов, которые регламентируют металлоемкость:
Современные решения
Десятки исследовательских центров ежедневно работают над новыми решениями по снижению металлоемкости зданий при обеспечении заданной нагрузки. Так, в частности, постоянно разрабатываются новые виды профилей. В числе уже внедренных существует перспективное решение – балки с переменным сечением. Поскольку нагрузка на нижнюю часть здания выше, здесь делается наибольшее утолщение, с «подъемом» на высоту нагрузка уменьшается, что позволяет делать профиль меньшим.
Оптимальные значения
Самыми менее нагруженными считаются арочные ангары. Благодаря оригинальной форме их металлоемкость при длине пролета 12 метров составляет всего 15 кг на квадрат.
Легкие оцинкованные конструкции шириной до 15 метров имеют 18-25 кг/м2. Величина в 30-40 кг/м2 достигается при использовании современных материалов типа гнутого профиля или балки переменного сечения.
Показатель свыше 50 кг/м2 должен насторожить. Возможно, поставщики в связке с проектантами просто зарабатывают на клиенте, продавая ему лишние (и бесполезные) тонны металла.
Впрочем, иногда оправданы и более весомые величины: для объектов, требования к безопасности которых чрезвычайно высоки (например, атомных станций, где коэффициент запаса прочности закладывается очень большим).
Статьи по теме:
Украина, г. Харьков,
пр. Московский, 142, офис 42
Металлоемкость ангаров
 |
Одним из важных критериев при расчете строительства ангаров является их металлоемкость. Данный показатель позволяет оценить вес используемых металлоконструкций на один квадратный метр площади ангара. Существует несколько различных формул расчета металлоемкости, но все они дают приблизительно схожие результаты. Ниже вы сможете ознакомиться с формулой расчета металлоемкости, а также воспользоваться нашим калькулятором.
Мы работаем по всей России. Оставьте заявку на расчет стоимости ангара на нашем сайте, сравните сметы разных компаний и выберите лучшее предложение.
Расчет по приведенной ниже формуле основан на эмпирической методике и дает приблизительный результат, так как при расчете металлоемкости необходимо учитывать целый ряд факторов, которые в формулу не заложены. В расчет заложены средние показатели согласно СНИП других нормативных документов.
В расчете металлоемкости необходимо учитывать:
Формула расчета металлоемкости ангара
Для расчета будем использовать формулу:
g =[0.1 + 0.03*(9.81 + K1 *( H / L )* K2 )*(1+0.01* H )]* K3 /0.00981, где
g – удельный расход металла на 1 кв.м.
Н – высота ангара
L – ширина ангара
K1 – коэффициент, учитывающий тип сооружения
K2 – коэффициент, учитывающий снеговую и ветровую нагрузку
K3 – коэффициент, учитывающий тип используемой стали
Посмотреть ветровой район вашего региона можно на странице «Ветровые нагрузки и ветровые районы по городам России».
Ширина и длина ангара учитывается при расчете веса металлоконструкций всего ангара. Для этого вычисляем общую площадь ангара (ширину умножаем на длину) и умножаем на полученное значение металлоемкости. Этажность в данном расчете не учитывается, так как исходим из того, что ангары преимущественно одноэтажные строения. Но если вам необходимо провести расчет тоннажа многоэтажного прямостенного ангара, то полученное значение металлоемкости необходимо умножить на площадь помещения с учетом количества этажей.
Приведенный расчет является приблизительным, основанным на эмпирических данных. Получить точное значение металлоемкости любого быстровозводимого ангара можно лишь опираясь на данные проектной документации. Но полученное значение вы можете использовать для контроля подрядной или проектной организации, чтобы сверить полученные значения с расчётными показателями в проекте. Если различия будут существенными, то стоит задуматься и правильности заложенных в проект конструктивных решениях.
Следует ориентироваться на средние расчетные показатели для данного типа сооружений. Низкий уровень металлоемкости может говорить о недостаточной несущей способности здания. А высокий, наоборот, об излишней, что приводит к удорожанию конструкции, но иногда такой показатель обоснован повышенными требованиями безопасности к сооружению.
Огромное влияние на показатель металлоемкости ангара оказывает конструктивное решение. Сюда входит и количество и шаг колонн, тип ферм, особенности креплений и т.д.
Но мир не стоит на месте. Производители стремятся снизить металлоемкость конструкций современных зданий и поэтому постоянно совершенствуют металлоконструкции, облегчая их при сохранении несущей способности. Так, в последнее время стали внедрять балки с переменным сечением. Так как нижняя часть несет большую нагрузку, то здесь предусматривается большее утолщение, а по мере возвышения профиль делается тоньше.
Сколько весит каркас здания из металлоконструкций?
Опубликовано 20 Апр 2016
Рубрика: О жизни | 4 комментария
Здания из металлоконструкций часто являются наиболее технически и экономически выгодным решением в промышленном и гражданском строительстве. Каркасы многоэтажных жилых, общественных и промышленных зданий, рынков, торговых комплексов.
. спортивных сооружений, складов, цехов почти всегда выполняются полностью или частично из металлоконструкций.
Материал, аккумулированный в этой небольшой заметке, поможет инвестору и застройщику понять и оценить затраты на первоначальной стадии выбора принципиальных строительных решений.
Зная приблизительную массу каркаса здания из металлоконструкций, можно отчасти проконтролировать качество работы проектировщиков. В случае обнаружения существенных различий между проектным значением общего веса использованного стального проката и ориентировочными числами, рассчитанными по ниже представленным формулам, стоит задуматься и постараться разобраться в причинах возникновения этих отклонений.
Две формулы. Расчет в Excel.
Для выполнения расчета в Excel необходимо задать габаритные размеры здания и количество этажей.
Расчет выполняется по двум различным эмпирическим методикам. Вначале вычисляется удельный расход на единицу площади одного этажа, а затем определяется общая масса каркаса здания из металлоконструкций.
g1 =(0,12+ m /200)* H / m *1000/9,81
G1 = g1 * L * B * m
g2 =9,5* m 0,39 * H / m
G2 = g2 * L * B * m
Расчет с помощью программы SibPSC.
Простая программа, созданная, видимо, Новокузнецким институтом Сибпроектстальконструкция и найденная давным-давно на просторах Сети, реализует третий алгоритм приближенного определения расхода стали на каркас многоэтажного здания.
Кроме габаритов здания пользователь должен задать тип системы каркаса, суммарную нормативную нагрузку на перекрытия, ветровой район строительства, количество этажей, марку применяемой стали.
Результаты расчета можно считать в главном окне программы и в отдельно оформленном отчете. При переговорах с инвесторами можно быстро скопировать отчет и вывести на печать из любого текстового редактора.
Итоги.
Результаты, полученные по трем рассмотренным методикам (формулам) дали весьма близкие результаты для одного и того же здания.
На графиках, представленных ниже, показаны ориентировочные зависимости расхода стали на кубический метр здания из металлоконструкций в зависимости от количества этажей по всем трем формулам.
Значения, расположенные вблизи красной линии, имеют место при значительных нагрузках и больших шагах колонн. Соответственно, значения у синей линии – при малых нагрузках и небольших шагах колонн. Красная и синяя линии ограничивают зону расположения реальных удельных расходов стали.
Обращаю ваше внимание на очень важное замечание: проверенные реальные проекты последних лет всегда имеют массу большую, чем рассчитанную по выше представленным формулам примерно на 20…30%! Это объяснимо. Формулы были написаны во второй половине двадцатого века. С того времени нормы проектирования существенно изменились, в частности, значительно увеличилась нормативная снеговая нагрузка. Поэтому полученные в результате представленных расчетов значения следует увеличить, либо рассматривать как минимально возможные ориентиры.
Рассмотренные методы определения массы каркаса здания из металлоконструкций могут служить лишь для грубой предварительной оценки, а точные результаты даст только детальный проектный расчет.
Прошу УВАЖАЮЩИХ труд автора скачать файлы ПОСЛЕ ПОДПИСКИ на анонсы статей.
Ссылка на скачивание программы: Расход_стали (rar 64,2 KB/exe 92,0 KB).
Комментарии к статье, уважаемые читатели, можете написать в блоке, расположенном ниже.