Який каркас краще обрати: металоконструкції чи залізобетон?

Rauta спільно з асоціацією Український Центр Сталевого Будівництва провела порівняльний аналіз зведення каркасу виробничо-складської будівлі, метою якого було визначення найкращого рішення несних конструкцій для замовника щодо вартості та термінів виготовлення, доставки і монтажу.

Для порівняння технологій зведення каркасу була обрана складська будівля площею 1 900 м², будівництво якої планується у Київській області. Об’єкт має двопролітну схему (18+18 м) з центрально розташованою віссю колон. Клас відповідальності – СС2, термін експлуатації – 50 років.

Металевий каркас зі зварних конструкцій

Загальна схема металокаркасу

Конструктивні рішення металевого каркасу:

• Схема виконана з жорстким закріпленням колон у фундаменти та шарнірно опертими фермами покриття
• Фундаменти під колони монолітні, стовбчасті
• Колони встановлюються з кроком 6,6 м у поздовжньому напрямку та 6 м по торцям будівлі
• Колони із гарячекатаних швелерів рознесені на 400 мм по рядам ферм та зварені у коробку по торцям будівлі
• Ферми прольотом 18 м із гнутозварних квадратних профілів, балки покриття по торцям будівлі та прогони із гарячекатаного швелера
• Прогони покриття встановлюються з кроком 3 м по розрізній схемі
• Горизонтальні в’язі по верхньому поясу ферм та вертикальні в’язі із гнутозварних профілів
• Матеріал конструкцій каркасу – сталь марки С245 та С255

Металевий каркас з легких сталевих тонкостінних конструкцій (ЛСТК)

Конструктивні рішення каркасу з ЛСТК:

• Схема виконана з жорстким закріпленням колон у фундаменти та шарнірно опертими фермами покриття
• Фундаменти під колони монолітні, стовбчасті
• Колони встановлюються з кроком 4 м у поздовжньому напрямку та 6 м – по торцям будівлі
• Колони з оцинкованих спарених Σ-профілів
• Ферми прольотом 18 м з оцинкованих Σ-профілів, балки покриття по торцям будівлі та прогони з оцинкованих С-профілів
• Прогони покриття встановлюються з кроком 1,5 м по розрізній схемі
• Горизонтальні в’язі по верхньому поясу ферм та вертикальні в’язі з оцинкованих профілів ЛСТК
• Матеріал конструкцій каркасу – сталь марки С355

Збірний залізобетонний каркас

Загальна схема залізобетонного каркасу

Конструктивні рішення збірного залізобетонного каркасу:

• Крок колон складає 4,2 та 6 м у поздовжньому напрямку та 6 м – по торцям будівлі
• Фундаменти під колони стаканного типу
• Балки прольотом 18 м мають тавровий переріз, а прольотом 6 м – прямокутний
• Прогони покриття залізобетонні, встановлюються з кроком 3 м

Порівняння вартості*

*Вказані середньоринкові ціни з ПДВ станом на червень 2024 року.

** Витрати сталевого прокату зазначені з урахуванням технологічних відходів, що орієнтовно складає 5% і не враховують вартість металу на другорядні конструкції стін, воріт, дверей, вікон, сходів та ін.

*** Витрати не враховують вартість фасонних елементів, закладних деталей, другорядних конструкцій стін, воріт, дверей, вікон, сходів та ін.

За результатами проведеного аналізу загальна вартість металевого зварного каркасу на 12,4%, а ЛСТК на 22% менша за вартість збірних залізобетонних конструкцій, що складає відповідно 1 014 тис. грн і 1 801 тис. грн.

Суттєва економія бюджету будівництва при використанні металоконструкцій досягається за рахунок меншої вартості конструкцій зварного каркасу на 7,4%, фундаментів на 34,5%, логістичних витрат на 42,5% і монтажних робіт на 20%. Для ЛСТК економія на вартості каркасу порівняно із залізобетонними конструкціями складає 14,6%, фундаментів – 29,2%, логістичних витрат – 57% і монтажних робіт – 29,4%.

Вартість зведення каркасів розрахована для будівлі з вогнестійкістю несних конструкцій REI 15 без додаткового вогнезахисту. За необхідності забезпечення вогнестійкості несних конструкцій на рівні REI 30, металоконструкції будуть потребувати вогнезахисту, що вирівняє їх у ціні з залізобетоном, який в цьому випадку додаткового захисту не потребуватиме. При підвищенні вимог до вогнестійкості REI ≥ 60 загальна вартість металевих рішень може стати дорожчою ніж залізобетонних, але при цьому залишаться інші переваги сталевого будівництва.

Додатковою перевагою використання металевих каркасів є швидкі терміни виготовлення, які станом на червень 2024 року в середньому складали 1,5 місяці порівняно з 6 місяцями для збірного залізобетонного каркасу. Це дає змогу замовнику швидше побудувати об’єкт і раніше почати повернення інвестицій.

Також монтаж фасадів та покрівлі для металевих каркасів простіший і не потребує додаткових закладних деталей як для залізобетонних конструкцій. За рахунок того, що сталевий каркас на 98% реутилізується або може бути використаний повторно, будівля з металоконструкцій відповідає принципам сталого розвитку, що додає їй інвестиційної привабливості та підвищує кількість балів при сертифікації за системам LEED та BREAM.