Модульді болат құрылым: Қазіргі құрылыс қажеттіліктеріне икемді шешімдер

Өндірістің жабдықталған алаңнан тыс орындарға және зауытта өндіруге ығысуының үдерісі

Құрылыс саласы соңғы кезде зауытта дайындауға көбірек назар аударуда. 2025 жылғы Құрылымдық болат нарығының есебіне сәйкес, шамамен 72 пайызға жуық келісімшарт берушілер фабрикада жасалған болат модульдерді пайдаланған кезде жобалардың уақытында орындалмауы азайғанын байқаған. Алаңнан тыс өндіріс жаман ауа райының әсерінен туындайтын мәселелерді азайтады және бірнеше тапсырмаларды бір уақытта орындауға мүмкіндік береді. Нақты құрылыс алаңында жұмысшылар іргетасты дайындап жатқан кезде, құрылымдық бөлшектер климаты реттелетін зауыттарда жиналады. 2025 жылғы цифрларға тағы бір рет назар аударсақ, модульді болатпен құрылыс қазіргі заманғы әдеттегі әдістерге салыстырғанда материалдардың шығынын шамамен 34 пайызға дейін азайтатынын көреміз. Мұндай тиімділік әрине бүкіл әлем бойынша экологиялық мақсаттарымызды қолдайды.

Алдын-ала жинау және модульді құрылыс құрылыс тиімділігін қалай қайта анықтайды

Стандарттандырылған жинау процестері арқылы алдын-ала дайындалған болат конструкциялар еңбек шығындарын 18–22% азайтады. Автоматтандырылған пісіру жүйелерінің дамуы көпқабатты модульді ғимараттар үшін маңызды миллиметрлік дәлдіктегі бұйымдар жасауға мүмкіндік береді. Мысалы, Шанхайдағы логистикалық орталық дәстүрлі болат каркасқа қарағанда шатыр орнатуды 40% жылдам орындау үшін алдын-ала дайындалған болат фермаларды пайдаланды.

Алдын-ала жиналған болат ғимараттардың (PEB) әлемдік қолданылуы

Зерттеу мысалы: Модульді болат жүйелерді қолданып, қалалық тұрғын үйлерді тез орналастыру

Амстердамдағы Vertical Neighborhood жобасы 126 болат модульдерін біріктіріп, тек 11 апта ішінде 63 пәтер салды, бұл тұтас темірбетонмен салынатын ұқсас жобаларға қарағанда шамамен екі есе тезірек. Болат каркастың беріктігінің салмағына қатынасы шамамен 9,6:1 құрайды, сондықтан олар қосымша көтеруші құрылымдарсыз-ақ балкондарды салуға мүмкіндік алды. Бұл материалдарды ғимаратта тиімді пайдаланудың нәтижесін айқын көрсетеді. Зерттеулер осындай модульді болат ғимараттарда тұратын адамдар дәстүрлі үйлерге қарағанда шамамен 23 пайызға көбірек қанағаттанатынын көрсетеді, негізінен дыбыстық оқшаулау жақсы жұмыс істейді және ғимараттар жыл бойы температураны тұрақты сақтайды.

Модульді ғимараттардағы болат құрылымның дизайн икемділігі мен масштабталуы

Болат каркаспен архитектуралық еркіндік: консольдар, қисықтар және ашық аралықтар

Болат конструкциялар архитекторларға бұрынғыдан тыс шекараларды итеріп, жаңа мүмкіндіктерді зерттеуге мүмкіндік береді. Олар 12 метрден астам созылатын консольдер жасай алады, 3D модельдеу арқылы дәл орындалған үлкен иінді сызықтар енгізе алады және тіреулерсіз, ені 30 метрге дейінгі кеңістіктер құрастыра алады. 2023 жылғы модульді құрылыс туралы есеп беру бойынша, болаттың созылу беріктігі ғимараттарды ағаш немесе темірбетонмен салынғанға қарағанда шамамен 40% артық қашықтыққа созылуына мүмкіндік береді. Бұл болатты спорт ареналары, әуеайналарының терминалдары мен ашық жоспарлы заманауи офис кеңістіктері үшін өте қолайлы етеді. Болаттан жасалған құрылыста пайдаланылатын алдын-ала жиналған бөлшектер дәлдігі ±2 миллиметр шегінде сақталады. Бұл дәлдік деңгейі күрделі пішіндердің құрылыс алаңында жиналған кезде тегіс жиналуын қамтамасыз етеді және қателіктерді өткен жылы Modular Building Institute хабарлағандай шамамен үштен екіге дейін қысқартады.

Кеңейіп отыратын объектілер үшін модульді болат конструкциялық жүйелердің масштабталуы

Модульді болаттан жасалған құрылыс уақыт өте біртіндеп үлкейуі керек болатын ғимараттар үшін тиімді. Мекемелер жаңа қабаттар, қанаттар немесе арнайы мақсаттағы аймақтарды бар құрылымдарды бұзбай-ақ қоса алады. Мысалы, ауруханаларды алып отырсақ — соңғы жылдары «Құрылыс инновациялары» журналының зерттеуіне сәйкес, модульді болатқа көшкен ауруханалар кеңейту шығындарын дәстүрлі құрылыс әдістерімен салыстырғанда шамамен 32% үнемдеген, себебі олар бөліктер арасындағы көптеген қосылу нүктелерін қайта пайдалана алды. Бұл стандартталған модульдер құрылыс блоктары сияқты бір-біріне жабысады да, құрылымдарды вертикальды түрде он қабатқа дейін немесе қажет болған жағдайда горизонтальды түрде кеңейтуге мүмкіндік береді. Жүкті көтеретін қабырғалар шамамен шаршы дюйміне 2500 фунт күшке шыдайды, бұл көрсеткіш модульді темірбетонды нұсқалардың көбінің шыдай алатын күшінен нақты үш есе артық. Осы беріктік факторы ғана заманауи архитекторлардың бүгінгі күнде дәстүрлі материалдардан бас тартып, модульді болатқа көбірек көңіл бөлуінің себебі болып табылады.

Әртүрлі дизайн көзқарастарына лайықталған жаңашыл қолданыстар: болатты пайдалану

Шынымен қапталған мәдениет орындарынан бастап жер сілкінісіне төзімді мектеп кешендеріне дейін болаттың көптүрлілігі архитектуралық талаптарды шешеді. Соңғы жобалар мыналарды көрсетеді:

• Интеграцияланған күн панелдері бар бүктемелі болат фасадтар (2024 жылғы Дубай прототипінде 92% энергия үнемдеу)
• Таза нөлдік көміртегі сертификатына ие болатын гибридті ағаш-болат құрылымдар
• Қосымша спорт стадиондары үшін консольды болат фермаларды қолданып, жиналатын модульді шатырлар

Бұл инновациялар массалық өндіріске жақын жылдамдықта жеке тапсырыспен жасалатын бөлшектерді мүмкіндік беретін цифрлық жасау құралдарымен болаттың үйлесімділігінен туындайды.

Құрылымдық беріктік: Модульаралық қосылыстардың беріктігін қамтамасыз ету

Модульді болат бірліктер арасындағы қосылыстардың дәл инженерлік есебі

Модульды болаттан жасалған ғимараттардың тік тұруы миллиметрмен өлшенетін дәл орындалған бекіту нүктелеріне байланысты. Қазіргі уақытта көбінесе көптеген құрылысшылар жарты миллиметр немесе одан да аз қателік шегінде ұстау үшін жетілдірілген бұрандалы пластиналар мен сапалы пісірулерге сүйенеді. Модульді ғимараттар институтының жақында жарияланған зерттеуі бұл пікірді жақсы дәлелдейді. Байланыс нүктелері дәлме-дәл болса, қосымша стресстің жиналуы мүмкіндігі азаяды. Сонымен қатар, ғимарат температура өзгерістері мен басқа факторларға байланысты табиғи қозғалысын жалғастыра алады және бұзылмайды. Нәтижесінде біз тек қана бөлек бөліктердің біріктірілуін емес, нақты жағдайларда дұрыс жұмыс істейтін біртұтас құрылымды аламыз.

Жоғары өнімді байланыстар арқылы беріктікті және төзімділікті қамтамасыз ету

2024 жылғы материалдар ғылымының зерттеуі бойынша заманауи модульаралық байланыстар конструкциялық жүктемелердің 2,5 есесін шыдайды. Маңызды жаңалықтарға мыналар жатады:

• Бағдаршамдардың қызмет ету мерзімін 75 жылдан астам уақытқа созатын коррозияға төзімді болат құймалары
• Жер сілкінісінің моделдеуі кезінде сейсмикалық күштерді 40% азайтатын энергияны шашырататын қосылыстар
  Бұл шешімдер модульді құрылымдарда анықталған негізгі істен шығу тәртібі — циклдық жүктемелердің шаршауын болдырмақпен қатар, 3 сағатқа дейінгі өртке төзімділік рейтингін сақтайды.

Эстетикалық минимализм мен құрылымдық өнімділікті тепе-теңдікте ұстау

Мамандар күшейтуді төмендетпей, таза желілерді сақтайтын жасырын байланыс жүйелерін басым көреді. 2023 жылғы зерттеу коммерциялық клиенттердің 78%-ы модульді болат жүйелерді таңдаған кезде жасырын бағдаршамдарға басымдық беретінін көрсетті, ол мыналар сияқты жаңалықтарды ынталандырады:

• Ішкі қию кілті құрылымдары одан әрі HVAC трассалары ретінде қызмет етеді
• 18 м консольды қолдайтын Glulam-болат гибридті қосылыстар
  Көрінетін ұсақтылық пен инженерлік қатаңдық арасындағы осы синергия модульді құрылыста бұрын қолжетімсіз болған ашық жоспарлы дизайндарға мүмкіндік береді.

Модульді болат құрылыста уақыт пен құнын үнемдеу

Модульді болат құрылысы жобалардың экономикасын жылдам уақыт шеңберін және бюджеттің болжамдылығын үйлестіру арқылы қайта анықтайды. Бұл тәсіл дәлме-дәл зауытта өндіруді және стратегиялық алаңда жинауды пайдаланып, дәстүрлі құрылыстың шектеулерінен айырылады.

Зауытта дайындау және алаңда жинау арқылы жобаның мерзімін қысқарту

Фундаменттер құйылған кезде балкалар, тіреулер және қабырға панельдері сияқты болат бөлшектердің алаңнан тыс дайындалуы параллель жұмыс үдерістерін мүмкіндік етеді. Зерттеулер бұл әдістің дәстүрлі әдістермен салыстырғанда жоба мерзімін 30–50% қысқартатынын көрсетеді. Бақыланатын зауыт ортасы сапаның тұрақтылығын қамтамасыз етеді және дәстүрлі жобалардың үштен бірін кешіктіретін дауыл-желге байланысты жұмыс тоқтатуларын болдырмауға мүмкіндік береді.

Алаңнан тыс өндіру арқылы еңбек шығындарын және дауыл-желге байланысты кешігулерді азайту

2023 жылы Modular Building Institute-тің зерттеуіне сәйкес, модульдік жобаларда жұмыс істеген кезде компаниялар объектіде аз адамға мұқтаж болғандықтан, еңбекақы шығындары бойынша 40-60 пайызға дейін үнемдейді. Зауыттық операциялар барлық жыл бойы белгіленген процедуралар бойынша жүргізіледі, ол дәстүрлі құрылыс алаңдары сияқты жаман ауа-райын күтудің қажеті жоқ дегенді білдіреді. Дәстүрлі құрылыс алаңдары жақсы ауа-райын күтуге жылына орташа есеппен 18 күнін жұмсайды. Осындай тиімділіктерге байланысты модульдік болаттан жасалған ғимараттар ел бойынша мектептер, медициналық мекемелер мен тұрғын үй кешендері сияқты мақсаттар үшін өте тиімді нұсқаға айналды.

Деректерге көзқарас: Жобалардың 50%-ға дейін тезірек аяқталуы

Соңғы уақыттағы салалық стандарттар модульдік болаттан жасалған ғимараттардың иелікке ие болу уақытының орташа есеппен 45% тезірек болатынын көрсетті. Калифорниядағы 120 орындық аурухана осыған мысал бола алады, ол дайын операциялық залдар мен науқастар палаталарын конструкциялық жұмбақ элементтері сияқты жинау арқылы дәстүрлі аналогтарымен салыстырғанда 11 ай бұрын ашылды.

Темірбетон құрылымдарының экстремалды жағдайлардағы беріктігі мен ұзақ мерзімді сенімділігі

Жер сілкінісі мен қатты ауа-райы әсеріндегі жұмыс істеу қабілеті

Болат конструкциялар әсіресе жер сілкінісі кезінде сынбай, иілетін қабілеті арқасында қатаң жағдайларға төтеп бере алады. Жер дірілдеген кезде болат каркастармен салынған ғимараттар сынып жарылғаннан гөрі тербеледі, бұл 2023 жылғы FEMA деректеріне сәйкес темір-бетон ғимараттармен салыстырғанда толық қирауларды үштен екіге дейін азайтады. Күшті желдер үшін де кейбір күшті болат түрлері 150 миль/сағаттан астам желдің қысымын арнайы құрылған рамалық қосылыстар арқылы тарату арқылы шыдайды. Тұзды ауа материалдарды жеп тастайтын жағалауларда цинкпен қаптау және коррозияға төзімді болат маркалары сияқты арнайы өңдеулер ржсқтан шамамен бес үшіндей азайтады. Бұл тұжырымдамалар коррозия ғылымы саласында жүргізілген зерттеулерден туындады, ал осыны өндірушілер бірнеше жыл бойы мұқият бақылап келеді.

Модульді болат ғимараттардың Ұзақ мерзімді төзімділігі мен Төмен Техникалық Қызмет көрсету

Болаттың органикалық емес құрамы табиғи түрде плесеньнің өсуіне, зиянкестердің пайда болуына және тіпті өрттің оңай таралуына қарсы тұрады, бұл су тасқыны болуы мүмкін аймақтарда немесе оттектің таралу қаупі бар жерлерде орналасқан ғимараттар үшін өте маңызды. Қазіргі кезде өндіру кезінде қолданылатын арнайы қаптамалар қажетті техникалық қызмет көрсетудің интервалын шынымен ұзартады, кейде 25 жылдан да астам уақытқа созылуы мүмкін. Бұл ғимараттың қызмет ету мерзімі ішіндегі жалпы шығындарды ескі құрылыс материалдарымен салыстырғанда шамамен 40 пайызға дейін қысқартады. Өткен жылы жарияланған зерттеу қызықты нәтиже көрсетті: модульді әдістермен салынған болат құрылымдар жарты ғасырдан кейін де ретті тексерулер мен тексерістер жүргізілсе, өзінің бастапқы беріктігінің шамамен 95 пайызын сақтап қалады. Мұндай ұзақ қызмет ету кезінде -40 градус Фаренгейттің төменгі мәнінен бастап 120 градус Фаренгейтке дейінгі лақты температура өзгерістеріне шыдайтын электр станциялары мен төтенше жағдайлар кезіндегі тұрғын үйлер сияқты маңызды объектілер үшін болат әлі күнге дейін негізгі материал болып қала береді.

Жиі қойылатын сұрақтар

Құрылыста модульді болат конструкцияларды пайдаланудың пайдасы қандай?

Модульді болат конструкциялар құрылыс уақытын қысқарту, құнын төмендету, материалдардың кетуін азайту және зауытта дайындау арқасында сапаны жақсарту сияқты пайдасын білдіреді. Олар сонымен қатар әмбебап және әртүрлі климаттық жағдайларға бейімделе алады.

Модульді болат құрылысы еңбек шығындарын қалай азайтады?

Модульді болат құрылысы үлкен бөлігі зауыт жағдайында орындалатындықтан, онда азырақ жұмысшы қажет болады және ауа-райына байланысты кешігулер минималды болады, бұл еңбек шығындарын азайтады.

Модульді болаттың кейбір инновациялық қолданыстары қандай?

Инновациялық қолданыстарға болатпен қапталған өнер галереялары, жер сілкінісіне төзімді мектеп кешендері мен жиналатын спорт стадионы шатыры жатады. Модульді болаттың дизайн икемділігі шығармашылық архитектуралық шешімдерге мүмкіндік береді.

Табиғи апаттар болуы мүмкін аймақтарда неге модульді болат құрылысы ұсынылады?

Модульді болат оның беріктігі мен төзімділігіне байланысты артықшылық береді. Ол жер сілкінісі кезінде жақсы әрекет етеді, қатты ауа-райына төзімді және жағалау аймақтарындағы шіруін болдырмау үшін коррозияға қарсы қаптамамен өңделуі мүмкін.