Ірі жобаларда болат құрылымдар бетон құрылымдармен қалай салыстырылады?

Ірі масштабты құрылыс жобаларын жоспарлау кезінде инженерлер мен архитекторлар болат құрылымдар мен темірбетон құрылымдар арасындағы таңдауды қарастырады. Бұл таңдау жобаның мерзіміне, бюджетіне және ұзақ мерзімді нәтижеге үлкен әсер етеді. Болат құрылымдар құрылыстың жылдамдығы, конструкциялық икемділігі және құрылымдық тиімділігі жағынан айқын артықшылықтарға ие, ал темірбетон құрылымдар ұзақ қызмет ету мерзімін және өртке төзімділікті қамтамасыз етеді. Осы екі құрылыс әдісінің негізгі айырмашылықтарын түсіну жоба басшыларына нақты талаптары мен шектеулеріне сәйкес шешімдер қабылдауға мүмкіндік береді.

Құрылыс саласында соңғы онжылдықтарда материалдарды таңдау және ғимарат салу әдістерінде маңызды даму байқалды. Коммерциялық кешендер, өндірістік объектілер және инфрақұрылымдар сияқты ірі жобалар қатаң өнімділік критерийлерін қанағаттандыратын құрылымдық материалдарды мұқият таңдауды талап етеді. Болат құрылымдар өзінің салмағына қатысты жоғары беріктігі мен әртүрлі архитектуралық жобаларға бейімделуі арқасында кең танымалдылыққа ие болды. Сол уақытта темірбетон құрылымдар ғимараттарының ұзақ мерзімді пайдалануын және жылулық массасының қасиеттерін басымдық ретінде қарастыратын көптеген құрылыс компаниялары үшін дәстүрлі таңдау болып табылады.

Құрылымдық өнімділік және жүкті көтеру қабілеті

Болат құрылымдардың беріктік сипаттамалары

Болат конструкциялар кернеуге беріктігі жоғары болғандықтан, ортаңғы тіреулерсіз үлкен қашықтықтарды беттестіруге идеалды келеді. Болаттың салмағына шаққандағы жоғары беріктігі негізгілерді жеңілдетуге және сүйемелдеу элементтерінде материалдарды аз қолдануға мүмкіндік береді. Заманауи болат өңдеу әдістері материалдардың пайдалануын азайта отырып, жүкті көтеру қабілетін максималдандыру үшін дәл есептеулер жасауға мүмкіндік береді. Бұл үлкен жобалар үшін құнын төмендетеді және салу уақытын қысқартады.

Болаттың пластикалық қабілеті жел және сейсмикалық күштер сияқты динамикалық жүктемелер кезінде ерекше өнімділік көрсетеді. Болат конструкциялар болатып материалдарға тән тасалық бұзылу түрлерін болдырмау үшін бақыланатын деформация арқылы энергияны жұтады және шашыратады. Бұл қасиет болатты жер сілкіністері немесе экстремалды ауа-райы шарттары мүмкін болатын аймақтарда ерекше құнды етеді. Инженерлер нормативтік талаптардан жоғары қауіпсіздік шектерін сақтай отырып, белгілі бір өнімділік критерийлеріне сәйкес келетін болат конструкцияларды жобалай алады.

Бетон құрылыстың жүктемені таратуы

Темірбетон құрылымдары үлкен аймақтарға жүкті тарату қабілетін қамтамасыз ететін, сығылу беріктігіне байланысты қолданыстарда ерекше көрсеткішке ие. Арматураланған темірбетонның монолиттік сипаты күштерді құрылымдық жүйенің бойымен тиімді түрде тасымалдауға мүмкіндік беретін үздіксіз жүк жолын құрады. Бұл қасиет темірбетонды негізгілер, ұстағыш қабырғалар және сығылу жүктемелері басым болатын ауыр өнеркәсіптік қолданыстар үшін идеалды етеді. Сондай-ақ, темірбетонның жылулық массасы температураның тербелісін реттеу арқылы ғимараттардың энергиялық тиімділігіне үлес қосады.

Арматураланған темірбетон темірбетонның сығылуға беріктігін болат арматураның созылуға шыдамдылығымен ұштастырып, әртүрлі жүктеу шарттарында жақсы жұмыс істейтін құрама материал жасайды. Темірбетон элементтеріне арматура орнату сенімділікті арттырады және кенеттен бұзылу режимдерін болдырмауға көмектеседі. Дегенмен, темірбетон құрылымдарының салмағы олардың эквивалентіне қарағанда негізгілер мен қолдау жүйелеріне төзімдірек талаптар қояды болаттан жасалған құрылыстар .

Құрылыс жылдамдығы мен жобаның уақыт шеңберіне әсері

Болаттың тез жинақталу артықшылықтары

Болат конструкциялар алдын ала дайындалу мүмкіндіктері мен стандартталған бекіту жүйелері арқасында құрылыс жылдамдығы бойынша айтарлықтай артықшылықтарға ие. Болат бөлшектерді бақыланатын зауыт жағдайларында дайындау сапаны тұрақты етіп қамтамасыз етеді және объектіні дайындау жұмыстарын бір уақытта жүргізуге мүмкіндік береді. Дәстүрлі темірбетон құрылыс әдістерімен салыстырғанда, осы параллельді өңдеу тәсілі жобаның жалпы уақыт шеңберін бірнеше айға қысқартады. Сонымен қатар, болатты дәл дайындау құрылыс алаңындағы түзетулер мен қайта жұмыстарды минималді деңгейде ұстау арқылы құрылыс барысын одан әрі жылдамдатады.

Болат конструкцияларды орнату кезінде ауа-райына тәуелділік ең аз мәселе болып табылады, өйткені көптеген жинау жұмыстары әртүрлі жағдайларда жалғаса береді. Құрғақ құрылыс әдісі кристалдану уақытын қажет етпейді және келесі құрылыс кезеңдеріне дереу көшуге мүмкіндік береді. Болат конструкцияларды салыстырмалы түрде темірбетон ғимараттарға қарағанда көптеген есе қысқа уақыт ішінде негізінен аяқтауға болады, сондықтан беру мерзімі қатаң немесе жыл мезгіліне байланысты құрылыс терезесі бар жобалар үшін олар тартымды болып табылады.

Темірбетонның кристалдануы мен кесте факторлары

Бетон құрылымдарын салу кезінде кристалдану мерзімдері мен ауа-райына сезімтал операцияларды ескеру маңызды. Бетон төсеудің тізбекті сипаты, әсіресе пайдаланылатын ғимараттарда, жобаның уақыт шеңберін қатты созатын критикалық тәуелділіктер туғызады. Суық ауа-райы жағдайлары құрылыс жұмыстарына күрделілік пен қосымша шығындар әкелетін жылыту және қорғау шараларын қажет етуі мүмкін. Жобаны жоспарлау кезінде кешігулер мен бюджеттен тыс шығындар болмауы үшін осы факторларды мұқият ескеру керек.

Бетон құрылысындағы сапа бақылау араластыру, төсеу және кристалдану процестерін үздіксіз бақылауды талап етеді. Бетон беріктігіндегі айырмашылықтар немесе дұрыс емес кристалдану құрылымның беріктігін бұзуы мүмкін және қымбатқа түсетін түзету шараларын қажет етеді. Бетон жұмыстарының нарықтағы сипаты болат конструкцияларды өндіру кезінде жиі қолданылатын зауыт әдістері арқылы сапаны бақылау мүмкіндіктерін шектейді.

Шығындарды талдау және экономикалық ескертулер

Бастапқы құрылыс шығындары

Болат құрылымдар мен бетон құрылымдардың бастапқы құнын салыстыру көбінесе жобаның көлеміне, құрылым күрделілігіне және жергілікті материалдардың қолжетімділігіне байланысты. Болат құрылымдарға әдетте материалдардың жоғары алғашқы құны қажет болады, бірақ құрылыс уақыты мен еңбек шығындарының азаюы арқасында жобаның жалпы құны төмен болуы мүмкін. Болаттан құрылыс жылдамдығының артуы тезірек пайдалану мен табыс түсімін қамтамасыз етеді және циклдық көзқарас бойынша жобаның экономикасын жақсартады.

Негіздердің құны әдетте болат құрылымдарға қолайлы, себебі олар жеңілірек және жүктеме үлестірулері болжанатын. Болат ғимараттардың азырақ тұрақты жүктемесі негіздердің кішірек болуына және алаңды дайындаудың ауқымын азайтуға мүмкіндік береді. Алайда, болат құрылымдарға күрделірек бекіту элементтері мен мамандандырылған еңбек қажет болуы мүмкін, бұл болаттан құрылыс бойынша шектеулі тәжірибеге ие нарықтарда кейбір құндық артықшылықтарды жоя алады.

Ұзақ мерзімді қызмет көрсету және циклдық құндар

Темірбетон құрылымдары мен болат құрылымдардың жұмыс істеу мерзімі ішінде техникалық қызмет көрсету талаптары бір-бірінен едәуір ерекшеленеді. Болат құрылымдар коррозияны болдырмау үшін әсіресе агрессивті орталарда қорғау қабатын ретті тексеруді және жөндеуді талап етеді. Алайда, болат элементтерін темірбетон элементтеріне қарағанда оңайырақ ауыстыруға немесе жаңартуға болады, бұл болашақта өзгерістер енгізу немесе жүйелерді жаңарту үшін икемділік береді.

Темірбетон құрылымдары әдетте сирегірек техникалық қызмет көрсетуді талап етеді, бірақ мәселелер туындаған кезде жөндеу құны қымбатқа шығуы мүмкін. Темірбетонның карбонаттануы, хлоридтердің өтуі және тоңазып-еру зақымдары уақыт өте келе құрылымдық беріктікті бұзуы мүмкін, сонымен қатар арнайы жөндеу әдістері мен материалдарды талап етеді. Темірбетонның монолитті табиғаты оның таңдамалы ауыстыруын немесе өзгертуін болат құрылымдарға қарағанда қиындатады және қымбаттандырады.

Дизайн икемділігі мен сәулеттік еркіндік

Болат құрылымдардың икемділігі

Болат конструкциялар ұзын арақашықтықтағы қабырғалар мен құрылымдық тереңдіктің аз талаптары арқылы өте жақсы дизайн икемділігін қамтамасыз етеді. Мимарлар 100 футтан астам бос кеңістікті қамтитын, функционалдық талаптар өзгерген сайын ішкі жоспарлаудың көптеген нұсқаларына мүмкіндік беретін ашық қабат жоспарларын жасай алады. Болаттың дәл шығарылымдағы ауытқулары күрделі геометриялар мен архитектуралық элементтерді жасауға мүмкіндік береді, оларды темірбетондық құрылыста жасау қиын немесе мүмкін емес болар еді.

Болат жүйелерінің модульділігі барлық ғимараттарды кеңейту мен өзгертуге мүмкіндік береді. Болат құрылымдар бар ғимаратқа қосымша қабаттарды, жаңа ашық орындарды немесе қайта жоспарланған кеңістіктерді жұмыстың үздіксіз жүруіне минималды әсер етіп енгізуге мүмкіндік береді. Бұл икемділік ғимараттың қызмет ету мерзімі ішінде кеңістіктің өзгеруін немесе технологиялық жаңартуларды күтіп отырған ғимарат иелеріне ұзақ мерзімді құндылық әкеледі.

Темірбетонның жобалау шектеулері мен мүмкіндіктері

Темірбетон құрылымдарының аралықтарды жабу мүмкіндігі шектеулі болса да, олар сәулетшілік формалар мен біріктірілген жабындар арқылы ерекше мүмкіндіктер береді. Жаңа темірбетонның пластикалық табиғаты сәулетшілерге ғимараттың тұрақты бөлігіне айналатын иілгіш беттерді, күрделі геометрияларды және өнер элементтерін жасауға мүмкіндік береді. Темірбетон құрылымдары қосымша жабын материалдарының қажетін болдырмаитын декоративті агрегаттарды, мәтіндерді және түстерді қамтиды.

Темірбетонның жылулық массасы механикалық жүйелердің қажеттілігін азайтатын пассивті экологиялық бақылау стратегияларын қолдануға мүмкіндік береді. Темірбетон құрылымдары ішкі температураны және ылғалдылық деңгейлерін тиімді түрде реттей алады, бұл пайдаланушылардың ыңғайлылығына және энергияны үнемдеуге үлес қосады. Алайда, темірбетон құрылымдарына өзгерістер енгізу әдетте болаттағыдай оңай емес, көбінесе кеңінен жоспарлауды және орындауды талап етеді.

Қоршаған ортаға әсер ету және орнықтылық

Көміртегі іздерінің ескерілуі

Болат конструкциялар мен бетоннан жасалған құрылыстардың экологияға әсері орнатылған көміртегі, қайта өңделген материалдар мөлшері және қызметін аяқтағаннан кейін жою сияқты күрделі факторларды қамтиды. Болат өндіру үшін энергияның үлкен мөлшері қажет болады, бірақ оны қайта өңдеудің жоғары деңгейі мен өнімнің сапасы төмендемейтіндей етіп қайта өңделген материалдарды қосу мүмкіндігі арқылы пайда табуға болады. Қазіргі заманғы болат құрылымдары өздерінің жалпы экологиялық ізін азайту үшін қайталап өңделген материалдардың белгілі бір пайызын қамтуы мүмкін.

Цемент өндіру процестері арқылы бетон өндіру глобалдық көміртегі шығарындыларына маңызды үлес қосады. Алайда, бетон құрылымдары әдетте ұзақ қызмет ету мерзіміне ие және жалпы көміртегі қарқындылығын төмендететін қосымша цементтік материалдарды қамти алады. Бетон материалдарының жергілікті қолжетімділігі көбінесе өндіру орындарынан ұзақ қашықтыққа жеткізуі мүмкін болатқа қарағанда тасымалдаумен байланысты шығарындыларды азайтады.

Ресурстарды тиімді пайдалану және қалдықтарды басқару

Болат конструкциялар дәл алдын ала жинау және стандартталған өлшемдер арқасындa құрылыс қалдықтарын ең аз деңгейде тудырады. Қайта қолданылмайтын болат материалдар басқа жобаларда қайта өңдеуге немесе қайта пайдалануға мүмкіндік беретін толық құндылықты сақтайды. Құрылымның қызмет ету мерзімі аяқталғаннан кейін болаттан жасалған құрылымдарды бөлшектеу материалдық құндылықты толығымен қалпына келтіреді және құрылыс саласындағы шеңберлік экономика принциптерін қолдайды.

Темірбетон құрылысы кесу, бұрғылау және пішіндеу операциялары арқылы әдетте көбірек құрылыс қалдықтарын туғызады. Дегенмен, темірбетон қалдықтарын ұсақтауға және жаңа темірбетон немесе жол құрылысындағы толтырғыш ретінде пайдалануға болады. Темірбетон құрылымдардың тұрақтылығы жалпы болат ғимараттардың қызмет ету мерзімінен асып түсетін ұзақ мерзімді пайдалану арқылы жақсырақ ұзақ мерзімді ресурстық тиімділік қамтамасыз етуі мүмкін.

Тұрақтылық және техникалық қызметтер талаптары

Болат құрылымдарды қорғау жүйелері

Болат конструкцияларды коррозиядан қорғау үшін толық көлемді сыр жүйелері мен ретті техникалық қызмет көрсету бағдарламалары қажет. Қазіргі заманғы қорғаныштық сырлар дұрыс түрде салынып, жағылған кезде ұзақ мерзімді жоғары нәтиже көрсетеді. Болат конструкциялар үшін өрттен қорғау жүйелері күрделілік пен қосымша шығындарды қосады, бірақ нормативтік талаптардың орындалуын және пайдаланушылардың қауіпсіздігін қамтамасыз етеді. Болаттың бұзылуының болжанатын сипаты конструкциялық қызмет көрсету мерзімін ұзарту үшін жоспарланған техникалық қызмет көрсету бағдарламаларын жүргізуге мүмкіндік береді.

Цинкпен капталған болат бөлшектер белгілі бір қолданыстарда техникалық қызмет көрсетудің төмендеуіне әкелетін орташа орталарда коррозияға төзімділікті арттырады. Ерекше болат альтернативалары жоғары бастапқы құнына қарамастан агрессивті орталарда немесе маңызды қолданыстарда құнын оправдайтын сенімділіктің жоғары деңгейін ұсынады. Болат конструкциялардың модульдік сипаты бүкіл конструкциялық жүйеге әсер етпей-ақ бұзылған компоненттерді таңдап алмастыруға мүмкіндік береді.

Бетонның ұзақ мерзімділігі мен бұзылуы

Жақсы жобаланған және дұрыс салынған темірбетон құрылымдары минималды техникалық қызмет көрсетумен 100 жылдан астам қызмет ету өмірін қамтамасыз ете алады. Темірбетонның ішкі сілтілі ортасы қалыпты жағдайда оған бекітілген арматура болатын үшін табиғи қорғаныс қамтамасыз етеді. Дегенмен, хлоридтерге, сульфаттарға немесе еру-тоңазу циклдеріне ұшырау бетонның тез бұзылуына әкеліп соғуы мүмкін және қымбат шаралар қажет етеді.

Темірбетон құрылымдар жиналмалы жүйелерге тән мүмкін болатын көптеген істен шығу нүктелерін болдырмауға мүмкіндік беретін монолитті табиғатынан пайда көреді. Бетонның жылулық массасы қосымша қорғаныс жүйелерінің қажетін болдырмауы мүмкін дәрежеде табиғи өртке төзімділік қасиетін береді. Дегенмен, темірбетон құрылымдарды жөндеу жиі құрамында болатын жөндеу жұмыстарына қарағанда қымбатқа түсетін арнайы материалдар мен әдістерді талап етеді.

ЖИҚ (Жиі қойылатын сұрақтар)

Қандай құрылым түрі ірі коммерциялық жобалар үшін құны төмен болып табылады

Болат конструкциялардың құрылысының тиімділігі мен темірбетон конструкциялардың салыстырмалы тиімділігі өлшеміне, күрделілігіне, мерзіміне және жергілікті материалдар бағасына байланысты. Болат конструкциялар жиі ірі коммерциялық ғимараттар үшін жобаның жалпы құнын төмендетеді, себебі құрылыс уақыты қысқа және фундамент талаптары аз болады. Алайда, темірбетон конструкциялар көп жағдайда автомобиль тұрақтары немесе өнеркәсіптік құрылыстар сияқты ауыр жүктерге төзуге арналған ғимарат түрлері үшін тиімді болуы мүмкін. Ең тиімді шешімді анықтау үшін құрылыс жылдамдығы, қаржыландыру шығындары және ұзақ мерзімді пайдалану шығындарын қамтитын толық шығындар талдауы жүргізілуі тиіс.

Сейсмикалық өнімділік талаптары материалды таңдауды қалай әсер етеді

Жер сілкінісі бар кезде болат конструкциялар мен темірбетон конструкцияларды таңдауға сейсмикалық құрылыс талаптары едәуір әсер етеді. Болат конструкциялар пластикалылығы арқылы және бақыланатын аққыштық арқылы энергияны шашырату қабілеті арқылы үздік сейсмикалық өнімділік көрсетеді. Темірбетон конструкциялар да дұрыс құрылыс жобасы мен егжей-тегжейлі қамтамасыз ету арқылы жақсы сейсмикалық өнімділікке ие болуы мүмкін, бірақ олар күрделірек арматуралау схемаларын талап етуі мүмкін. Таңдау жиі нақты сейсмикалық белдеуге, ғимарат биіктігіне және пайдалану талаптарына байланысты болады, ал екі материал да дұрыс инженерлік жобалау кезінде қазіргі сейсмикалық нормаларға сай келуі мүмкін.

Иелер 50 жыл ішінде қандай ұстау айырмашылықтарын күтулері керек

50 жылдық пайдалану мерзімі ішінде болат конструкциялар, негізінен қаптаманы жаңарту мен бекіту орындарын тексеруге бағытталған, жиірек, бірақ арзан сақтау-дұрыстау жұмыстарын қажет етеді. Темірбетон конструкциялары әдетте сақтау-дұрыстауды азырақ қажет етеді, бірақ темірбетонның кебуі немесе арматураның шіруі сияқты мәселелер туындаған кезде дұрыстау құны төмен болмауы мүмкін. Болат конструкцияларға тексеру мен жөндеуге қолжетімділік жеңілірек болады, ал темірбетонды жөндеу жиі арнайы әдістер мен материалдарды қажет етеді. Мүлік иелері болат конструкциялар үшін қорғағыш қаптаманы ретімен жаңартуға және хлорид немесе карбонаттанайықтан болатын зақымданулар үшін темірбетонды дұрыстауға бюджет жоспарлауы керек.

Қай материал болашақтағы ғимаратты өзгерту үшін жақсырақ икемділік қамтамасыз етеді

Болат конструкциялар модульді құрылысы мен өзгерістерді салыстырмалы түрде оңай енгізуге мүмкіндік беретін жалғау жүйелері арқасында болашақтағы өзгерістер үшін жоғары икемділікті қамтамасыз етеді. Жаңа терезелер, қосымша қабаттар немесе жоспарлау өзгерістері әдетте болат конструкцияларда іске асыруға әлдеқайда оңай және арзан түрде жүзеге асырылады. Монолитті табиғаты және құрылымдық бүтіндікті бұзбай-ақ темірбетон элементтерін кесу немесе алу қиындығына байланысты темірбетон конструкцияларын өзгертуге қиындықтар туады. Дегенмен, дұрыс жоспарланып және инженерлік есептеулер негізінде орындалса, екі жүйе де өзгерістерді қабылдай алады, алайда болат конструкциялар әдетте маңызды өзгерістер үшін құны төмендеу нұсқаларды ұсынады.