Одной из фундаментальных отраслей развития государства является строительная отрасль, и Казахстан не стал исключением. На сегодняшний день главными направлениями в Казахстане является промышленное и жилищное гражданское строительство. В Казахстане в январе-июне 2021 года объем строительных работ составил 1,825 трлн тенге. Это на 11,9 % больше, чем за аналогичный период 2020 года [1]. Столь внушительные показатели демонстрируют важность и актуальность исследования, ведь спрос порождает предложение.
Ключевые слова: гражданское строительство, промышленные и жилые здания, стеновая панель, полезная модель, строительство, строительство в северных регионах Казахстана, металлоконструкции, кассетные системы.
В гражданском строительстве весьма остро стоит вопрос экономического характера. Ведь главным источником финансирования являются собственные средства строительных компаний, удельный вес которых составляет 76,4 %, по данным бюро национальной статистики агентства по стратегическому планированию и реформам РК [1]. Сегодня, важное значение имеет грамотный учет перспектив развития промышленного строительства, так как при архитектурно-строительных решений новых предприятий важно учитывать тенденции развития технологий, строительной техники, условий труда, климатические особенности каждых регионов, где планируется застройка и не мало важно, рост цен на строительные материалы [1], [2].
По данным kursiv.kz, в исследовании отслеживается динамика цен на стальную арматуру за 2015–2021 годы. За данный период цена на материал выросла более чем в 4 раза (рис. 1). Наибольший рост произошел за последние 7 месяцев. С декабря 2020 года по май 2021 года арматура подорожала более чем в 2 раза. Основной причиной этого является резкий рост цен на стальной прокат на мировых рынках, прежде всего в Китае, США, ЕС [1].
Но несмотря на рост цен, промышленные объекты должны проектироваться и строиться, при этом, согласно строительным нормативам и правилам, не нарушая технологического процесса в целом. Не допустимо использование не доброкачественных материалов.
Для северного региона Казахстана проблема такого характера является самой острой. Так как из-за климатических, геологических особенностей региона материалы и технологии, использующиеся в строительстве, весьма дорогостоящие. Но прекратить застройку в данном регионе невозможно из-за экономических и политических соображений, ведь как известно Павлодарская область, один из самых развитых индустриальных регионов страны, здесь сосредоточено 7,3 % всего промышленного производства страны. А также не забываем о стремительных темпах развития и застройки столицы [3].
И потому светлые умы строительной сферы деятельности, предлагают и разрабатывают технологии строительства и монтажа, с использованием все различных материалов от монолита до сэндвич-панелей различной конфигураций для строительства промышленных (производственных) зданий.
Рис. 1. Стальная арматура периодического профиля класс на A-III(А400)
Одним из таких материалов является полезная модель. Полезная модель, а точнее стеновая панель относится к области промышленного и гражданского строительства, к конструкциям стеновых элементов зданий, таких как самонесущие наружные ограждающие конструкции, межкомнатные и межквартирные перегородки многоэтажных зданий, несущие наружные и внутренние стены малоэтажных зданий до 5 этажей включительно.
Конструктивное решение стеновых панелей на основе кассетных профилей
Известна стеновая панель, включающая металлический каркас, состоящий из П и С-образных профилей, просечно-вытяжную сетку, связанную с металлическим каркасом, покрытые полимерно-антикоррозийным составом, теплозвукоизолятор, защитный и отделочный слои, отличающаяся тем, что наружные поверхности боковых граней горизонтальных и вертикальных профилей металлического каркаса, перфорированные в шахматном порядке по длинной стороне сечения, покрыты теплоизоляционным техническим картоном, защитные внутренний и наружный слои, выполнены из стеклофибробетона, а тепло-звукоизолятор из сверхлегкого ячеистого (пат.RU 98018, кл.E04B1/76, E04B2/00, оп. 27.09.2010) [4], [5], [6].
Недостаток данной панели заключается: большой вес, малый срок службы, недостаточно высокая жесткость, прочность и несущая способность, огнестойкость, малая жизнестойкость оцинкованных профилей в кислотно-щелочной среде бетонной матрицы, разнородные материалы с различными физико-техническими характеристиками приводят к деструкции стеновой панели.
Технический результат: снижения веса, увеличение срока службы, повышение жесткости, прочности и несущей способности, огнестойкости, теплозащиты, звукоизоляции
Задачей предлагаемой полезной модели является разработка конструкции панелей, обеспечивающей единой пространственной систему с нежесткими или жесткими узлами соединении. Пространственная система в виде рамного каркаса, в которой совместно объединёнными элементами с вертикальным и горизонтальным направлениями конструкции. Главным образом, воспринимать горизонтальные и вертикальные нагрузки, типа сейсмических нагрузок.
Конструктивные системы стеновые: пространственные конструктивные системы из несущих стен, объединенных для совместной работы горизонтальными дисками перекрытий (покрытий), воспринимающих всю совокупность вертикальных и горизонтальных нагрузок. В зависимости от схемы расположения несущих стен в плане здания и характера опирания на них перекрытий различают перекрестно-стеновые, поперечно-стеновые и продольно-стеновые конструктивные системы.
Для этого в конструкции стеновой панели, включающей металлический каркас из С-образных профилей, покрытых антикоррозионным составом, согласно полезной модели несущий слой панели, заключенный в замкнутый металлический каркас, внутри каркас выполнен из ячеистого бетона, газобетона, пенобетона или полистирола, в металлическом каркасе и лицевой стороне панели выполнены отверстия и панель снабжена внутренними анкерами для соединения панелей болтовым соединением.
Панель может быть снабжена арматурной сеткой для повышения несущей способности.
По периметру внутри замкнутого металлического каркаса с определенным шагом приварена квадратная труба, чтобы создать жесткость металло- каркаса и опарная часть для болтовых соединении.
Предлагаемая панель показана на чертеже ниже (рис. 2), где 1 — замкнутый металлический каркас, выполненный из С-образных легких тонкостенных профилей из черной стали, которые свариваются в местах сочленений контактно-точечной сваркой, 2 — несущий слой из бетона, внутренние анкеры 3 в панели, выполненные из шпи-лек; для установки анкеров в С-образных профилях выполнены отверстия 4.
Рис. 2. Конструктивное решение стеновых панелей на основе кассетных профилей
Перечень позиций:
1 — металлический каркас С-образных тонкостенных профилей из черной стали сечением 200х50х15(50)х1(1…2)мм.
2 — ребро жесткость из квадратной трубы 50х50х3мм,
3 — шпилька Ø14,16,18мм.
4 — гайка с шайбой Ø14,16,18мм.
5 — Стальная сетка Вр-I ш.200х200мм, Ø14,16,18мм.
6 — Ячейстый бетон (газобетон, пенобетон, пеопалистирол)
7 — Плита перекрытия (покрытия)
8 — Стеновая панель
9 — Отверстия Ø100мм
Предлагаемую стеновую панель изготавливают следующим образом. Из С-образных профилей сваркой выполняют замкнутый каркас, каркас устанавливают на подготовленную матрицу, например из фанеры и образованную форму заливают ячеистым бетоном, газобетоном, пенобетоном, пенополистиролом. При достижении порядка 20–30 % прочности панель транспортируют в низкотемпературную сушильную камеру и при 45–50ºС осуществляют выдержку в течение 6–8 часов до набора транспортной прочности.
Такие условия изготовления стеновых панелей позволяют, добиться более высоких показателей качества панелей. Связи с тем, что стеновая панель, включающая металлический каркас из С-образных профилей, покрытых антикоррозионным составом, отличающаяся тем, что несущий слой панели, заключенный в замкнутый металлический каркас, выполнен из ячеистого бетона, газобетона, пенобетона или полистирола, в металлическом каркасе выполнены отверстия и панель снабжена внутренними анкерами для соединения панелей болтовым соединением. Что в следствии облегчает монтаж, крепление панелей между собой.
Для повышения несущей способности стеновой панели, панель, снабжена с двух сторон металлической сеткой. За счет использования ячеистого бетона (газобетон, пенобетон, пенополистирол), как теплоизоляция, который совместно работает с каркасом панели при этом повышает прочность и надежность панели всей конструкции.
Также не мало важными отличиями предлагаемой стеновой панели можно отметить:
1) Стеновая панель при монтаже между собой в основной части конструкций соединяются на болтах.
2) Стеновая панель, при возведении многоэтажных здания можно принять типовые решения конструкций панели, при этом усиление панели производиться при стыке панели по специальному выполненному расчету.
3) Стеновая панель, отличающаяся тем, что усиление является одной из главных составных частей панели (стены, перекрытия и покрытия), при возведении многоэтажных зданий.
Но и у предлагаемый модели есть и недостатки: монтажный работы готовой панели производиться только с помощью спец. техники; в обязательном порядке выполняется наружный теплоизоляционный слой.
Заключение.
Несмотря на некоторые недостатки предлагаемой технологии, нельзя проигнорировать факт того, что технология имеет место быть, и весьма целесообразна для внедрения в северных регионах Казахстана. Ведь конструктивное решение стеновых панелей на основе кассетных профилей, удовлетворяет требования условий проектирования, строительства в суровых климатических условиях региона. С точки зрения экономики, можно отметить, что за счет монтажа панелей с помощью спец. техники можно сократить сроки возведения здания и сократить риски человеческого фактора, в ходе строительства. Ведь на сегодняшний день все еще имеется такая проблема, как нехватка квалифицированных специалистов, а именно на строительной площадке. Так как одна из главных производительных мощностей предприятий являлась и остается люди, имеет смысл принятия на вооружения предлагаемой технологии монтажа стеновых панелей на основе кассетных профилей.
Литература:
- https://kursiv.kz/news/rynki/2021–07/v-kazakhstane-vyros-obem-stroitelnykh-rabot-na-119
- Анализ строительной отрасли в Республике Казахстан http://rfcaratings.kz/wp-content/uploads/2015/11/Analiz-stroitelstva-PDF.pdf
- Современное состояние и развитие промышленной политики регионов Казахстана https://cyberleninka.ru/article/n/sovremennoe-sostoyanie-i-razvitie-promyshlennoy-politiki-regionov-kazahstana/viewer
- Мартынов Ю. С., Надольский В. В., Верёвка Ф. А. Cтеновые панели на основе кассетных профилей. Часть 1. Теоретические исследования // Строительство и реконструкция. 2019. № 4 (84). С. 26–37.
- Мартынов Ю. С., Надольский В. В., Верёвка Ф. А. Cтеновые панели на основе кассетных профилей. Часть 2. Экспериментальные исследования // Строительство и реконструкция. 2019. № 5 (85) С. 35–47.
- Стеновая панель. Автор патента Лутков Виктор Петрович https://poleznayamodel.ru/
