Тенденции и инновации в области металлоконструкций
Главные требования к металлоконструкциям – надежность, прочность, долговечность. Инженеры работают над снижением их стоимости, повышением эксплуатационных характеристик и разработкой новых решений.
Устойчивое строительство
Общее название современного подхода к проектированию, акцентированное на экологической ответственности, экономичности, социальных аспектах. Наибольший интерес вызывает переработка материалов и сокращение выбросов углерода.
Многие компании уже используют переработанные сталелитейные изделия. Например, производственные компании уровня ArcelorMittal перерабатывают до 90% своих сталелитейных продуктов.
Строения, сертифицированные по стандартам LEED (Leadership in Energy and Environmental Design), используют экологически чистые металлоконструкции, они более привлекательными для инвесторов по сравнению с традиционными вариантами.
Легковесные конструкции
Их актуальность сохраняется более 10 лет, при этом акцент смещается в сторону обеспечения устойчивости при компактности постройки, размещения в условиях ограниченного пространства. Это продиктовано, в том числе, транспортными затратами на доставку конструкций к месту строительства, загруженностью дорог.
Это стало толчком для появления новых алюминиевых сплавов, прочность которых не уступает классическим стальным вариантам.
Модульное строительство
Включает в себя предварительное изготовление компонентов на заводе, быструю сборку на объекте, что экономит время и средства.
Идею взяли из гражданского строительства – панельные дома еще при СССР строились очень быстро. Китай также использует такие технологии, чтобы всего за несколько суток выстроить больницы. Компания ICON использует 3D-принтеры для создания модульных домов, что позволяет сократить время строительства до нескольких недель.
За границей стали популярны гостиницы из контейнеров, которые также собирают за несколько дней. Чем выше готовность составных элементов, тем быстрее завершается стройка, но появляются сложности с транспортировкой.
Современные технологии соединений
Это роботизированная сварка или клеевые соединения, улучшающие качество монтажных работ, снижающие трудозатраты. Использование роботов KUKA или Fanuc для автоматизированной сварки в производстве железобетонных конструкций в разы сокращает сроки выполнения работ. Применение высокопрочных клеевых соединений в возведении мостов или зданий широко применяется в Японии.
BIM, цифровые двойники
Интеграция технологий моделирования информации о здании (BIM) и цифровых двойников становится стандартом. Организации, такие как Autodesk, предлагают решения для проектирования, управления строительством, что снижает вероятность ошибок, улучшает координацию всех сторон.
Разрабатываются технологии, позволяющие создать виртуальную реплику реального объекта для мониторинга состояния, которые адаптируются на основе получаемых данных.
IoT, автоматизация
Их внедрение облегчает мониторинг конструкций в реальном времени, способствует повышению безопасности, эффективности эксплуатации зданий. Для этого устанавливаются датчики, такие как OPVOUNT, для мониторинга натяжения и вибраций в мостах, крупных конструкциях. Система работает по принципу «Умного дома», позволяя управлять отоплением, освещением, вентиляцией.
Легкие и прочные материалы
Их развитие, получение новых сплавов и композитов обеспечивает улучшенные характеристики. Распространяются металлические матрицы из алюминиево-углеродных или титано-углеродных материалов, которые значительно легче и прочнее, чем традиционные стали.
Специальные карбоновые волокна актуальны в сложных конструкциях, таких как вышки, антенны, опоры ЛЭП – они требуют легких, но прочных материалов.
Адаптивность, изменяемость
Проекты становятся все более адаптивными к изменяющимся условиям благодаря внедрению современных технологий проектирования. Реализовано в применении адаптивных структур, которые могут изменять свои функции и размеры в зависимости от потребностей бизнеса. Например, компания Amazon использует такие технологии в своих распределительных центрах.
Второй вариант – строения, созданные с возможностью демонтажа, повторного использования каждого элемента.
Эти примеры дают представление о том, как металлоконструкции будут развиваться в ближайшие годы, их влияние на строительную отрасль, улучшении эффективности, снижении затрат при соблюдении принципов устойчивого и инновационного строительства.
