Технология сборно-монолитный каркас
Технология сборно-монолитного каркасного домостроения (СМКД) в малоэтажном строительстве является одной из ведущих индустриальных строительных технологий в странах Западной Европы и открывает совершенно новые перспективы в сфере строительства — как экономические, так и эстетические. Унификация элементов здания радикально снижает стоимость и сроки строительства любых объектов, не ограничивая при этом применение разнообразных элементов архитектурной выразительности даже в суровых климатических условиях от +40°С до 60°С с сейсмоустойчивостью до 8 баллов.
На производстве изготавливается полный набор конструктивных элементов: колонны, преднапряжённые ригели и балки, преднапряжённые плиты, несъёмная опалубка или пустотный настил. А также конструктивные элементы для постройки фундаментов — столбчатых железобетонных сборных или монолитных с подколонниками стаканного типа для плотных грунтов и свайных со сборными подколонниками, установленными на монолитный ростверк для слабых грунтов.
Основой сборно-монолитной технологии является несущий каркас, состоящий из трех основных железобетонных элементов:
Узел соединения «колонна-ригель-плита» является монолитным.
Пространственная устойчивость и жёсткость каркаса обеспечивается жёсткостью узлов сопряжения ригелей с колоннами и диафрагмами жесткости. Бетонирование узлов сопряжения ригелей с плитами перекрытия и заполнение бетоном швов между плитами создает жёсткий диск перекрытия. Жёсткие узлы каркаса обеспечиваются с помощью пропуска горизонтальных арматурных стержней через тело колонны с последующим омоноличиванием. Весь каркас собирается без применения сварки.
Сборно-монолитный каркас здания, работающий как рамно-связевая система, объединяет преимущества полностью сборного каркаса и монолитных конструкций. Например, жесткое сопряжение ригеля с колонной уменьшает пролетный изгибающий момент за счет его перераспределения на опорный, включается в работу сборно-монолитный ригель примыкающих участков перекрытия (расчетное тавровое сечение), что позволяет значительно уменьшить расход железобетона на 1 м² площади здания по сравнению с другими расчетными схемами несущих каркасов.
Основными нормативными документами, регламентирующими проектные решения сборно-монолитного каркаса, являются: СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения», Пособие к СНиП 2.03.01–84 «Проектирование железобетонных сборно-монолитных конструкций».
Расход сборного железобетона в сборно-монолитном каркасе составляет 0,1–0,15 м³ на 1 м² смонтированного каркаса. Высота этажа не имеет ограничений и зависит только от прочностных характеристик колонн, поэтому применение каркаса возможно для зданий различного назначения: жилых, общественных, производственных, административно-бытовых, а так же при строительстве таких важных объектов как мосты и путепроводы. Каркасы с большими пролетами между колоннами, дают возможность реализовать любой творческий замысел.
1. Установка колонн 
2. Установка ригелей 
3. Монтаж плит перекрытия 
4. Возведение перегородок и стен 
Технология СМКД
Новые пути развития
Строительная отрасль в Российской Федерации демонстрирует положительную динамику роста, преодолевая многократные последствия кризисных явлений в экономике. Однако объемы и темпы роста строительства в целом и жилищного в частности еще далеко не удовлетворяют насущным потребностям общества и рынка в целом.
Ликвидировать этот разрыв экстенсивным путем, только за счет увеличения производственных мощностей предприятий строительной отрасли, невозможно. При существенном повышении стандартов качества жизни, требований к сооружаемым объектам и времени строительства достигнуть необходимых результатов можно только благодаря применению инновационных строительных технологий.
Эффективность домостроения
Есть все основания полагать, что инновационная технология СМКД может стать локомотивом строительной отрасли страны.
Свой вклад в развитие СМКД вносит компания «ДСК-Столица«, которая является официальным диллером многих СМКД производств.
Панель? Монолит? СМКД!
ЧТО ТАКОЕ СМКД?
В настоящее время на стройплощадках России основными являются две технологии это крупнопанельное и монолитное домостроение. Оставаясь наиболее массовым в течение полувека, крупнопанельное домостроение уже во многом не отвечает непрерывно растущим требованиям к архитектурным достоинствам и эксплуатационным характеристикам жилых и общественных зданий, качеству строительства, а также к его стоимости в условиях неуклонного роста цен на материалы.
Монолитное домостроение позволяет реализовывать практически любые архитектурные формы, обеспечивать высокое качество сооружаемых как высотных, так и малоэтажных объектов. Тем не менее, оно имеет целый ряд недостатков, которые препятствуют его использованию в массовом строительстве. Это, прежде всего, высокая стоимость и большая длительность строительства, сильная зависимость качества работ от погодных условий и от профессионального уровня рабочих.
Альтернативу этим технологиям составляет инновационное сборно-монолитное каркасное домостроение (СМКД).
Соединение основных элементов производится без применения сварки, путем замоноличивания стыков. При этом каркас получает высокую прочность и жесткость, позволяя строить здания большой высотности (до 25 этажей), в том числе в зонах повышенной сейсмичности.
Технология СМКД подходит для создания крупных торговых комплексов. Ипользование СМКД ускорит строительство офисных зданий, может сократить затраты при возведении общественных объектов.
Ключевая особенность технологии СМКД, которая определяет ее преимущества, заключается в применении в качестве основы здания несущего каркаса.
Несущий каркас собирается в основном из трех элементов заводской готовности — вертикальных колонн, горизонтальных балок (ригелей) и плит перекрытия.
Жесткость плюс гибкость
Скорость строительства СМКД не уступает крупнопанельному и, тем более, монолитному домостроению и превосходит их при четком соблюдении технологии.
За один месяц можно возвести до 5 тысяч квадратных метров жилья на один кран на стройплощадке.
Жилой дом с применением СМКД, Чебоксары, 2012 г.
ЧТО ТАКОЕ СМКД?
Жесткий каркас позволяет делать внешние и внутренние стены практически из любых материалов, в том числе кирпича, многослойных панелей, фасадного стекла. При этом легко адаптировать здание к местным климатическим условиям. В СМКД отсутствуют ограничения, присущие крупнопанельному домостроению на основе достаточно узкой номенклатуры утвержденных серий.
Технология СМКД очень гибка и применима как в мало так и в многоэтажном строительстве. Варьируя конфигурацию каркаса, можно строить многообразные по внешнему виду и внутренней планировке сооружения различного назначения, реализуя самые смелые замыслы архитекторов, проектировщиков и заказчиков. К тому же имеются практически неограниченные возможности перепланировки помещений в период проектирования, строительства и эксплуатации.
Элементы каркаса, изготавливаемые в заводских условиях под строгим контролем и без отрицательного воздействия внешней среды, отличаются высоким качеством и миллиметровой точностью. Использование готовых элементов, отсутствие сварки и малый объем бетонных работ позволяют уменьшить число рабочих на стройплощадке (примерно в 3 раза по сравнению с монолитным строительством).
По сравнению с крупнопанельным и монолитным домостроением трудозатраты и расход бетона на квадратный метр построенной площади здания сокращаются в несколько раз. Появляется реальная возможность снижения стоимости квадратного метра площади каркасного здания на 20–25% по сравнению с монолитным и на 10–15% — c панельным. Не следует забывать и о снижении расходов при эксплуатации здания за счет уменьшения теплопотерь.
Оставаясь по своей природе инновационной, технология СМКД постоянно совершенствуется на основе научно-технических достижений и опыта практического применения.
Жилой дом с применением СМКД, Красноярск, 2012 г.
Жилой дом с применением СМКД, Минск, 2011 г.
Как это делается
ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ
Термин «каркас» происходит от французского carcasse — остов, несущая конструкция. Несущая конструкция здания, сооружаемого по технологии СМКД, собирается с использованием всего трех основных элементов — колонн, ригелей и плит перекрытия. В отдельных случаях, при необходимости, применяются так называемые диафрагмы жесткости — вертикальные плиты, устанавливаемые в определенном месте между колоннами.
Колонны
Колонны выполняются секционными. Длина секции колонны ограничивается технологическими возможностями при их изготовлении, а также исходя из требований монтажа и ограничений на транспортировку. По мере роста этажа площадь сечения колонн, как правило, уменьшается. Секции колонн стыкуются между собой без применения сварки, для чего выпуски арматуры верхней части колонны водятся в отверстия нижней части («штепсельный разъем»). Шаг колонн определяется пространственно-конструктивной схемой здания и может доходить до 9 метров. При определенных условиях возможно увеличение шага до 18 метров.
Ригели
Ригели изготавливаются с предварительно напряженной арматурой. Их размеры (длина и сечение) определяются при проектировании здания, исходя из шага колонн и действующих нагрузок, а также с учетом ограничений на выступание за плоскость стен (скрытая система ригелей).
Плиты перекрытия
Строительство жилого дома с применением технологии СМКД.
Сопряжение колонн с ригелями производится при помощи соединительных элементов без применения сварочных работ. Для этого в местах сопряжения тело колонны при производстве не бетонируется, что позволяет пропускать арматуру сквозь колонну. При омоноличивании сопряжения образуется жесткий узел, обеспечивающий устойчивость каркаса.
Технология СМКД подходит для создания крупных торговых комплексов.
Строительство жилого дома с применением СМКД, 2011 г.
Всем миром
Скорость строительства СМКД не уступает крупнопанельному и, тем более, монолитному домостроению и превосходит их при четком соблюдении технологии.
За один месяц можно возвести до 5 тысяч квадратных метров жилья на один кран на стройплощадке.
Применение СМКД в России и за рубежом
Зародившись во Франции в 60-х годах ХХ века, инновационная технология СМКД уверенно завоевывает позиции во многих странах мира. Она активно применяется в Западной Европе, особенно во Франции и Германии. В этих странах многовековой опыт каркасного домостроения получил новое воплощение в технологии СМКД.
В государствах СНГ строительство по этой технологии ведется в Белоруссии, Украине, Казахстане. Проявляют к ней интерес в Азербайджане, Туркменистане и Узбекистане. Что касается США и Канады, то в силу сложившихся традиций СМКД используется главным образом в малоэтажном строительстве.
В России технология СМКД начала использоваться с середины 90-х годов прошлого столетия на базе адаптированной к российским условиям французской строительной системы “Saret”.
В настоящее время в отечественном домостроении применяются шесть видов конструктивных схем каркасных зданий, разработанных в России, а также в Белоруссии. На их основе строительство по технологии СМКД осуществляется во всех федеральных округах Российской Федерации, где было запущено производство конструктивных элементов каркаса на многих десятках линий.
Широкое применение СМКД нашло на Урале, в Сибири и Дальнем Востоке. Благодаря преимуществам СМКД в суровых условиях Севера, по этой технологии дома строятся на Ямале, в Якутии и Красноярском крае. География СМКД в России неуклонно расширяется.
В Московской области по этой технологии построены и строятся высококачественные здания и сооружения в более чем половине из 36 районов.
В целом по стране число построенных по технологии СМКД объектов превысило 1000, а их общая площадь составляет несколько миллионов квадратных метров. Свое позитивное влияние, несомненно, окажет и неуклонное расширение малоэтажного строительства, где технология СМКД весьма эффективна.
Мнение экспертов
По оценкам экспертов, рост объемов строительства в России с использованием СМКД составит 12–15% в ближайшие 3–5 лет. Немаловажным является понимание того, что срок окупаемости такого бизнеса, как показывает практика, составляет всего два-три года.
СМКД уверенно встает в один ряд с традиционными строительными технологиями и можно ожидать, что в перспективе уровень его применения в стране будет сопоставим с европейским.