Что эффективнее: бетонные здания или металлические?

Нас часто ставят перед задачей сравнить здание из бетона со зданиями на основе металлического каркаса, поставляемыми ГК ААА ЕвроАнгар. При этом заказчик в 90% случаев ставит вопрос следующим образом: посчитайте мне стоимость металла на здание такими-то размерами, и я сравню ее со стоимостью бетонного здания.

Почему это ошибка? Как и что, в действительности, необходимо сравнивать? На эти вопросы мы постарались ответить ниже.

Почему нельзя просто сравнить стоимость бетона и стоимость металла? Давайте пофантазируем, как это сделать?

Из курсов строительных материалов известно, что есть некий абстрактный показатель легкости (тяжести) конструкций, где за этот показатель принимают отношение плотности материала к его прочности. Для металлических конструкций, изготовленных из стали марки С345 данный показатель равен 2,453 (7850 кг/куб.м / 3200 кг/кв.см = 2,453), а для наиболее распространенной марки бетона В25 он составляет 13,228 (2500 кг/куб.м / 189 кг/кв.см = 13,228). Получается, что сталь выигрышнее бетона в 5,4 раза (13,228/2,453 = 5,4). Если переводить в деньги, то стоимость 1 тонны металла в деле (т.е. с учетом изготовления, доставки, монтажа) не должна превышать стоимость тонны бетона больше чем в 5,4 раза, в противном случае выгодней строить из бетона. Стоимость куба бетона по состоянию на 1 апреля 2015 года составляет 12 500 рублей за куб, или 5000 руб./тонна (12 500руб./куб.м /2,5 тн/куб.м = 5 000 руб./тн). Выходит, конкурентная стоимость металла не должна быть выше 27 000 руб. за тонну (5 000 * 5,4 = 27 000 руб./тн). По данным на 1 апреля 2015 года стоимость металла в деле составляет порядка 100 000 руб/тн.  Все дело в том, что у бетона есть обратная сторона - прочность бетона при работе на растяжение на порядок ниже, чем при сжатии.  Тот же коэффициент легкости для бетона марки В25 равен 153,37 (2 500 кг/кв.м / 16,3 кг/кв.см = 153,37), то есть бетон в 62,52 раза тяжелее стали. Для того, чтобы бетонные конструкции были выигрышными по сравнению с металлическими, в несущих конструкциях должна соблюдаться следующая пропорция: >75% объема бетона должно работать на сжатие, и <25% объема бетона - на растяжение. При такой пропорции стоимость бетонных конструкций в здании будет ниже, чем у аналогичных металлических конструкций.

        

Давайте разберемся, в каких конструкциях данная пропорция соблюдается.

Фундаменты - практически любые фундаменты столбчатые, ленточные, свайные, плитные. В данном случае сложно рассчитывать на то, что металл может в обозримом будущем конкурировать с бетоном в данном типе конструкций, в основном и из-за коррозии. Правда, надо отдать должное винтовым фундаментам - попытки применения чисто металлических фундаментов предпринимаются. Эффективными можно признать металлические фундаменты при применении в вечной мерзлоте и при сильно отрицательных температурах возведения. В расчет мы не берем экстремальные расстояния по доставкам строительных материалов, где выигрыш металлических конструкций становится очевидным.

Относительно невысокие здания с малыми пролетами, причем относительность данных параметров зависит от многих составляющих, например от нагрузок. Многоэтажное здание с шагом колонн (несущих стен) порядка 6 м и высотой более 60 метров в асейсмичных регионах выгоднее строить с применением металлического каркаса. На площадках с сейсмичностью данный параметр падает до 24 м. При шаге колонн около 12 м эффективность металла достигается уже при высоте здания в асейсмичных регионах порядка тех же 24 м, не говоря уже о сейсмоопасных районах.

В большепролетных зданиях (с пролетами более 12 м) эффективность металлического каркаса по тем же показателям уже абсолютна. Это связано с тем, что все множество большепролетных зданий при любых высотах заведомо хуже распределения 75/25.  Нельзя не отметить, что при высотах зданий до 15 метров использование комбинированных решений (колонны железобетонные, а покрытие металлическое) будет более эффективным, чем применение только металлического каркаса (в случае, если нам не приходится воспринимать серьёзный распор).

Подведем итог:

Здания с применением металла выигрывают в сравнении с бетонными во всех случаях, за исключением конструкций фундаментов, зданий с рабочей ячейкой 6 х 6 метров и комбинированных большепролетных зданий с малоуклонной (до 5 %) кровлей.

Если ваше здание не подпадает под эти параметры - смело стройте из металла. В пограничных случаях имеет смысл провести сравнение, но в любом случае выигрыш не составит сколько-нибудь существенных показателей. Фактически, проработка сравнения вариантов может обойтись дороже последующей экономии. Здесь лучше делать выбор на основании доступности тех или иных материалов.

 

Запросите стоимость здания
Отдел продаж: 8-800-555-40-37
Тонкий намек на ваше превосходство

Подарить НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ.

СКИДКА 3 %
от коммерческого предложения конкурента

Каталог готовых проектов