Использование металлоконструкций сокращает сроки и затраты на возведение складов, промышленных объектов и торговых центров. Такой эффект достигается не только за счет простоты монтажа, но и благодаря продуманному расходу металла.
Что такое металлоемкость
Металлоемкость — это показатель, отражающий массу металла, который расходуется на производство и монтаж металлоконструкции. Измерение металлоемкости представляет собой соотношение количества металла к площади будущего сооружения (кг/м2).
В процессе эксплуатации каждый металлический элемент подвергается определенным нагрузкам. Поэтому на этапе проектирования толщина элемента рассчитывается с учетом прочности, которая необходима в условиях будущего размещения конструкции.
В отдельных случаях металлоемкость повышается за счет увеличения поперечного сечения элементов — таким образом, они приобретают избыточную прочность. То есть металлоконструкция имеет прочностной запас, который обеспечит ее устойчивость к непредвиденным нагрузкам.
Также для увеличения прочности элементов применяются виды и размеры профиля с более высоким показателем металлоемкости. Однако количество используемого металла влияет на материальные и производственные затраты и на конечную стоимость проекта: растут расходы на транспортировку, усиление фундамента и монтаж.
Оптимизация металлоемкости
Стандартный показатель металлоемкости конструкции — 45 кг/м². Оптимизация подразумевает уменьшение количества металла, который расходуется во время производства, но при этом прочность элементов должна оставаться на уровне, предусмотренном проектом. Например, благодаря использованию ЛСТК показатель металлоемкости снижается до 25-35 кг/м².
Существует несколько вариантов оптимизации металлоемкости:
Сечение элементов. Подбор подходящего сечения оптимизирует использование металла, исключая излишние материальные траты. То есть не возникнет ситуации, при которой элемент значительно превысит требуемый уровень прочности. Избыточная прочность, хотя и делает металлоконструкцию еще более устойчивой, влечет за собой дополнительные расходы и не оправдана, если условия будущей эксплуатации достаточно безопасны и стабильны. Например, конструкция рассчитана на размещение в регионе с низкой сейсмоактивностью.
Прочный металлопрокат. Чтобы повысить прочность конструкции, не обязательно использовать большее количество металла. Вместо этого следует подобрать материал с улучшенными механическими характеристиками — сталь и алюминий отличаются прочностью и стойкостью к деформациям. То есть при меньшем расходе они дают возможность достигнуть необходимого показателя прочности.
Структурные изменения. Изменяется количество элементов, их типы или конфигурация, вид соединений. Важно учитывать, что структурные изменения должны соответствовать требованиям безопасности и нормам строительства для обеспечения надежности конструкции.
Следствия оптимизации
Облегченные металлоконструкции сокращают расходы на реализацию проекта по нескольким пунктам:
- материалы, из которых изготавливаются металлоконструкции,
- транспортировка, поскольку вес и объем элементов конструкции снизились,
- установка — чем легче конструкционные элементы, тем проще их собирать, то есть требуется меньшее количество техники и персонала,
- фундамент — при использовании облегченных металлоконструкций отсутствует необходимость возводить усиленное основание.
Наиболее выгодным считается применение стандартных металлических конструкций. Типовые проекты предлагают готовые решения: оптимизированную металлоемкость, быстрый монтаж и расписанные статьи расходов.
