EN
Заманауи болат конструкцияларда неге жеңіл конструкция маңызды
Қалалық жобаларда жеңіл болат шешімдерге деген өсетін сұраныс
Қалалық аймақтарға орын жетпейтін және көкілдік ережелер қатаңдайтын жағдайда, көптеген ғимараттар мен құрылышшылар дәстүрлі материалдардың орнына жеңіл болатты пайдалана бастады. Халықаралық жеңіл материалдар журналында өткен жылы жарияланған зерттеу бойынша, бұл болат жүйелер дәстүрлі темірбетон ғимараттармен салыстырғанда ғимараттың жалпы салмағын шамамаған 40% азайтады. Бұл әлі бұрын кішкентай қалалық учаскелерде ірі ғимарат салу мүмкін болмаған жағдайда, әлдеқайда биік ғимараттар салуға мүмкіндік береді. Пайдалы әсер тек кеңістік үнемдеуге ғана шектелмейді. Салмағы жеңіл ғимараттар құрылыс кезінде табиғи материалдардың пайдалануын айтарлықты азайтады және өмірлік циклының соңында қалдықтардың пайда болуын едәуір төмендетеді. Қалалар сыртқа кеңеймей, өсуін ұмтылған жағдайда, осындай инновациялар экологиялық және экономикалық тұрғыдан да мағынаға ие.
Беріктік-салмақ қатынасы: Болаттың беріктігін жеңілдікпен қалай үйлестіретіні
Қазіргі кезде жоғары беріктікке ие болат қорытпалары салмағына қатысты беріктік деңгейі бойынша темір-бетон мен ағашты түгелімен басып тұрады. Сондықтан да көптеген құрылысшылар оларды жер сілкінісі немесе күшті желдерге бейім аймақтарда қолдануды қалайды. Мысалы, суық түрде пішінделген болат панельдерді қарастырайық – олар өз салмағына ұқсас құрылыс материалдарымен салыстырғанда 2 есе, тіпті 3 есеге дейін көбірек жүктемені шыдай алады. Шын мәніндегі артықшылығы – құрылыс инженерлері ғимаратты қауіпсіз және тұрақты ұстау үшін қалың арқалықтар мен үлкен тіреулерді пайдаланбауы мүмкін болады. Нәтижесінде ғимараттар жалпы алғанда жеңілдейді, бұл материалдар мен тасымалдауға кететін шығындарды үнемдеуге мүмкіндік береді.
Зерттеу жағдайы: Жеңіл калибрлі болат каркас қолданылатын көпқабатты ғимарат
Токиода жеңіл болат каркасы арқасында ақша және уақыт үнемделген 24 қабатты көпфункциялы ғимарат тұр. Фундаментке кеткен шығын шамамен 18 пайызға төмендеді, ал жинау процесі жалпы алғанда 32% қысқарды. Бірақ ең әсерлендіретін нәрсе — оны қалай салғаны болды. Құрылыс алаңына келген бөлшектердің оннан сегізі басқа жерде дайындалған болатын. Бұл жұмысшылардың нарықта дәнекерлеу жұмыстарына жұмсайтын уақытын айтарлықтай қысқартты, ал крандар да одан әрі 35% аз қажет болды. Бәрі салынғаннан кейінгі жағдайға назар аударсақ, қызықты табысты атап өтуге болады. Салынған кезде шығарылған көміртек мөлшері ұқсас өлшемдегі темір-бетон ғимараттармен салыстырғанда 22% төмен болды. Бұл көрсеткіштер 2024 жылы жарияланған Material Efficiency Benchmark есебінің нәтижелерімен сәйкес келеді.
Құрылымдық жоспарлаудың алғашқы сатысында жеңіл конструкцияларды енгізу
Жобалаудың бастапқы сатысында жеңіл болатты қолданатын жобалар маңызды шығындар мен уақытты үнемдейді. Негізгі стратегияларға мыналар жатады:
| Дизайн фазасы | Дәстүрлі тәсіл | Жеңіл конструкцияны оптимизациялау |
|---|---|---|
| Материалды таңдау | Стандарттық I-бұрандалар | Көлденең жағалары жіңішкерген жоғары беріктікті болат |
| Жүктеме есептеулері | Сақтық шектерін сақтау | Дәл жүктеу үшін BIM негізіндегі модельдеу |
| Компоненттерді өңдеу | Объектіде кесу/дәнекерлеу | CNC-мен алдын-ала жиналған модульдер (±1 мм дәлдік) |
2023 жылы Global Structural Engineering Consortium жүргізген зерттеу бойынша, ерте енгізу рұқсат беру кешігулерін 30% және материалдардың артық шығындалуын 24% азайтады және қазіргі уақытта қалалық биік ғимараттардың 37%-ында қолданылатын модульді әдістермен үйлесімділікті қамтамасыз етеді.
Алдын-ала жиналған болат каркастық жүйелер арқылы тез салу
Суық түзілетін болат (CFS) құрылыс уақытын қалай қысқартады
Суық түрде пішінделген болат цехтан тыс өндірудің 75%-ін алады, бұл жағдай жағдайының бұзылуын және қайта жұмыс істеуді ең аз деңгейде ұстайды. Алдын ала жобаланған компоненттер жинауға дайын келеді, сондықтан фундамент пен каркас жұмыстары бір уақытта жүргізілуі мүмкін. 2023 жылғы салалық деректер CFS жобаларының жалпы құрылыс уақытын 20–35% қысқартатынын және дәлме-дәл өндіру нәтижесінде материалдардың қалдығы 3%-ден төмен болатынын көрсетеді.
Дәлме-дәл инженерлік болат компоненттерімен жеңілдетілген алаңдағы жинау
Алдын ала жасалған болат компоненттері ±1 мм дәлдікпен жасалады, орнату кезінде өлшеу қателіктерін болдырмайды. Қабырға панельдері мен фермалар стандартталған қосылыстар арқылы біріктіріледі және дәстүрлі каркастан 43% аз мамандандырылған құралдарды қажет етеді. Жергілікті зерттеулер негізгі дайындыққа ие бригадалардың алғаш рет орнату сәттілік деңгейі 95%-ден асатынын растайды.
Зерттеу жағдайы: Тұрғын үй жобасы алдын ала жасалған болат арқылы 40% тез аяқталды
Аризона штатындағы 120 пәтерден тұратын кешен дәстүрлі құрылысқа қарағанда (30 апта) 18 аптада ғана CFS-тың фабрикада жиналған қабырға кассеталары мен еден фермаларын қолдану арқасында құрылымдық жұмыстарды аяқтады. Уақыт ішінде еңбек шығыны 25% төмендеді, сонымен қатар қатаң сейсмикалық стандарттарға сай болды. Бригада осы нәтижелерді жақын замандағы модульді құрылыс зерттеулерімен расталған алдын-ала жиналған стратегияларға байланысты деп бағалайды.
Жылдам темпте жүргізілетін болат құрылыстың еңбек кестесін оптимизациялау
Болаттың жеңіл салмағы салмақтың аз болуы салдарынан құрылыс алаңындағы адам санын азайтуға мүмкіндік береді. Енді үш жұмысшы ауыр материалдармен жұмыс істегенде бұрын бес немесе алты қызметкерді қажет ететін қабырға панельдерін басқара алады. Сонымен қатар, болат құрылыс жобаларына арнайы бағдарланған кесте құру құралдарында қызықты даму бар. Бұл жүйелер әртүрлі мамандық бойынша бригадалар арасындағы әрекеттің қиындықтарын шамамаған 22%-ға дейін азайтты. 2024 жылғы соңғы құрылыс жобаларын қарастырсақ, алдын ала дайындалған болат бөлшектерді пайдаланатын топтар дәстүрлі әдістерге қарағанда ғимарат қабықтарын шамамаған 34%-ға тезірек жаба алды. Бұл жылдамдық арташылығы үлкен айырмашылықтың болуына әкеледі, өйткені құрылым элементтерінің бітіп тағайындалуын күтпей өз уақытында сорғыштар мен электр жұмыстарын бастауға мүмкіндік береді.
Тасымалдау, жүк тасымалдау және құрылыс алаңындағы тиімділік арту
Материалдың салмағын азайту көлік шығындары мен логистиканы азайтады
Жеңіл болат тасымалдау қажеттілігін дәстүрлі материалдармен салыстырғанда 18-22 пайызға қысқартады. Жүк машиналарының санының азаюы отынның арзандауы мен логистиканың қарапайымдануымен байланысты, ал суық формада жасалған болат бөлшектер әдетте стандартты өлшемді болады.
Тасымалдау сапарлары аз және жабдықтар аз
Құрамдық бөлшектердің салмағының төмендеуі жүкпен жүкті барынша арттырады, бұл фаза бойынша 15% отын үнемдеуге мүмкіндік береді. Сонымен қатар, сымбатты болат буферлер жер бетіндегі сақтауды азайтады, бұл тығыз қалалық учаскелерге арнайы орналасу аймақтарысыз жұмыс істеуге мүмкіндік береді.
Ауыр жүк көтергіш машиналарсыз оңай жүреді
Дәлдікпен жасалған бөлшектерді негізгі құралдармен қолмен орналастыруға болады, бұл қондырғылардың 60% -ында кранды пайдалануды болдырмайды. Бұл икемділік, әсіресе, ергономикалық өңдеу протоколдары жұмысшылардың шаршау тәуекелдерін нақты баламаларға қарағанда 41% азайтатын, кейіннен жаңарту кезінде пайдалы.
Еңбекті азайту: Жеңіл болат жұмыс уақытын 30% -ға дейін қысқартады
2023 жылғы Құрылыс Инновациялары Бағдарламасының есебіне сәйкес болатты өңдеудің оптималды әдісі арқылы еңбек сағаттарының 27–31% азайтылғаны анықталды. Интегралды көтеру нүктелері арқылы бір жұмысшы ғана панельдердің туралауын жүргізе алады, бұл дайындалған қабырға панельдерін қаңылтастырудығыдай үш есе тезірек орнатуға мүмкіндік береді.
Модульдік құрылым және Дәлдік: BIM мен CNC-нің болат өңдеудегі рөлі
Жеңіл болатты қолдану арқылы модульдік құрылыстың өсуі
Жеңіл салмақты болат модульдік құрылыстың өсіп жатқанын ынталандырып отыр. Өндірушілер инженерлік жобаларға сәйкес біріктірілетін дайындалған қабырға панельдері, еден кассеткалары мен шатыр фермаларын суық пішінделген болаттан жасайды. 2024 жылғы BuildSteel есебі бойынша, модульдік болат жүйелерінің монтаждық уақыты 25–40% қысқарады, механикалық жүйелер үшін бөлшектер алдын-ала кесіліп және тесіліп дайындалып түседі.
Зауытта бақыланатын өндіріс өлшемдік дәлдікті қамтамасыз етеді
CNC машиналары өндіру кезінде ±1 мм дәлдікті сақтайды, бұл құрылыс алаңындағы өзгертулерді болдырмауға мүмкіндік береді. Бұл көп қабатты ғимараттар үшін маңызды, өйткені жинақталған қателер құрылымдық беріктікті бұзуы мүмкін. Мысалы, үлкен аурухана жобасында 1823 дайындалған болат модульдер дәлме-дәл орнатылды және еңбек сағаттары 30% қысқарды.
Зерттеу жағдайы: Толығымен дайындалған болат модульдермен салынған денсаулық сақтау объектісі
Техастағы 120 жатақты медициналық орталық 100% зауытта жасалған болат модульдерді пайдаланып, құрылысын 35% тез аяқтады. Әрбір модульде алдын ала орнатылған электр желілері мен трубалар болды, бұл құрылыс алаңындағы координацияны жеңілдетті. Жоба еңбек шығындары бойынша 2,1 миллион доллар үнемдеді және 0,5% қате деңгейіне жетті — бұл дәстүрлі болат құрылыстың салалық стандарттарынан үш есе жақсы көрсеткіш.
BIM және CNC технологияларын біріктіру арқылы дизайннан құрылысқа дейінгі процесс
Бағдарламалық ақпараттық модельдеу (BIM) дәл сипаттамаларды автоматтандырылған болат құрылым үшін CNC машиналарына беретін цифрлық негіз болып табылады. Өндірісті бастамас бұрын инженерлер BIM ортада құрылымдық жүктемелерді тексереді, бұл жобалау мақсаты мен нормаларға сәйкестікті қамтамасыз етеді. 2023 жылы талданған 42 коммерциялық жоба бойынша қайта жұмыс істеуге байланысты шығындардың 18%-ын азайтады.
Сұрақтар мен жауаптар бөлімі
Құрылыста жеңіл салмақты болаттың артықшылықтары қандай?
Жеңіл салмақты болат барлық ғимараттың салмағын азайтады, шектеулі кеңістікте биік ғимараттар салуға мүмкіндік береді, табиғи материалдардың азырақ қажет етуі, қалдықтардың азаюы және қалалық аймақтардағы экологиялық және экономикалық өсуді ынталандырады.
Жеңіл салмақты болат құрылыс уақытын қысқартуға қалай үлес қосады?
Алдын-ала дайындалған болат бөлшектер құрылысты тездетеді, өйткені олар дайындау орнын сыртқа ауыстырады, ауа райының әсерін азайтады және фундамент пен каркасты бір уақытта жасауға мүмкіндік береді, салу уақытын 20–35%-ға қысқартады.
BIM мен CNC болат құрылымға қандай рөл атқарады?
Білімді құрылыс (BIM) CNC технологиясымен интеграцияланып, құрылыс жұмыстарында дәлдікті қамтамасыз етеді, қайта жұмыс істеу құнын төмендетеді және құрылымдық дәлдікті арттырады.
