Какой каркас лучше выбрать: металлоконструкции или железобетон?

Rauta совместно с ассоциацией Украинский Центр Стального Строительства провела сравнительный анализ возведения каркаса производственно-складского здания, целью которого было определение наилучшего решения несущих конструкций для заказчика с точки зрения стоимости и сроков изготовления, доставки и монтажа.

Для сравнения технологий возведения каркаса было выбрано складское здание площадью 1 900 м², строительство которого планируется в Киевской области. Объект имеет двухпролётную схему (18+18 м) с центрально расположенной осью колонн. Класс ответственности – СС2, срок эксплуатации – 50 лет.

Металлический каркас из сварных конструкций

Общая схема металлокаркаса

Конструктивные решения металлического каркаса:

• Схема выполнена с жёстким закреплением колонн в фундаменты и шарнирно опёртыми фермами покрытия
• Фундаменты под колонны монолитные, столбчатые
• Колонны устанавливаются с шагом 6,6 м в продольном направлении и 6 м по торцам здания
• Колонны из горячекатаных швеллеров разнесены на 400 мм по рядам ферм и сварены в коробку по торцам здания
• Фермы пролётом 18 м из гнутосварных квадратных профилей, балки покрытия по торцам здания и прогоны из горячекатаного швеллера
• Прогоны покрытия устанавливаются с шагом 3 м по разрезной схеме
• Горизонтальные вязи по верхнему поясу ферм и вертикальные вязи из гнутосварных профилей
• Материал конструкций каркаса – сталь марки С245 и С255

Металлический каркас из лёгких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК)

Конструктивные решения каркаса из ЛСТК:

• Схема выполнена с жёстким закреплением колонн в фундаменты и шарнирно опёртыми фермами покрытия
• Фундаменты под колонны монолитные, столбчатые
• Колонны устанавливаются с шагом 4 м в продольном направлении и 6 м – по торцам здания
• Колонны из оцинкованных спаренных Σ-профилей
• Фермы пролётом 18 м из оцинкованных Σ-профилей, балки покрытия по торцам здания и прогоны из оцинкованных С-профилей
• Прогоны покрытия устанавливаются с шагом 1,5 м по разрезной схеме
• Горизонтальные связи по верхнему поясу ферм и вертикальные связи из оцинкованных профилей ЛСТК
• Материал конструкций каркаса – сталь марки С355

Сборный железобетонный каркас

Общая схема железобетонного каркаса

Конструктивные решения сборного железобетонного каркаса:

• Шаг колонн составляет 4,2 и 6 м в продольном направлении и 6 м – по торцам здания
• Фундаменты под колонны стаканного типа
• Балки пролётом 18 м имеют тавровое сечение, а пролетом 6 м – прямоугольное
• Прогоны покрытия железобетонные, устанавливаются с шагом 3 м

Сравнение стоимости*

*Указаны среднерыночные цены с НДС по состоянию на июнь 2024 года.

** Расход стального проката указан с учётом технологических отходов, что ориентировочно составляет 5% и не учитывает стоимость металла на второстепенные конструкции стен, ворот, дверей, окон, лестниц и др.

*** Расходы не учитывают стоимость фасонных элементов, закладных деталей, второстепенных конструкций стен, ворот, дверей, окон, лестниц и др.

По результатам проведённого анализа общая стоимость металлического сварного каркаса на 14%, а ЛСТК на 22% меньше стоимости сборных железобетонных конструкций, что составляет соответственно 1 014 тыс. грн и 1 801 тыс. грн.

Существенная экономия бюджета строительства при использовании металлоконструкций достигается за счёт меньшей стоимости конструкций сварного каркаса на 7,4%, фундаментов на 34,5%, логистических расходов на 42,5% и монтажных работ на 20%. Для ЛСТК экономия на стоимости каркаса по сравнению с железобетонными конструкциями составляет 14,6%, фундаментов – 29,2%, логистических затратах – 57% и монтажных работах – 29,4%.

Стоимость возведения каркасов рассчитана для здания с огнестойкостью несущих конструкций REI 15 без дополнительной огнезащиты. При необходимости обеспечения огнестойкости несущих конструкций на уровне REI 30, металлоконструкции будут нуждаться в огнезащите, что выровняет их в цене с железобетоном, который в этом случае в дополнительной защите не будет нуждаться. При повышении требований к огнестойкости REI ≥ 60 общая стоимость металлических решений может стать дороже железобетонных, но при этом останутся другие преимущества стального строительства.

Дополнительным преимуществом использования металлических каркасов являются быстрые сроки изготовления, которые по состоянию на июнь 2024 года в среднем составляли 1,5 месяца по сравнению с 6 месяцами для сборного железобетонного каркаса. Это позволяет заказчику быстрее построить объект и раньше начать возврат инвестиций.

Также монтаж фасадов и кровли для металлических каркасов более простой и не требует дополнительных закладных деталей как для железобетонных конструкций. Поскольку стальной каркас на 98% реутилизируется или может быть использован повторно, здание из металлоконструкций соответствует принципам устойчивого развития, что придаёт ему инвестиционную привлекательность и повышает количество баллов при сертификации по системам LEED и BREEAM.