Неправильный выбор конструктивного решения: на что это влияет и почему исправлять дороже, чем сделать правильно с первого раза

Конструктивное решение — это целая цепочка решений. Тип фундамента, материал несущих стен, схема перекрытий, способ крепления узлов. Каждый пункт зависит от предыдущего. Если на входе заложена ошибка, она тянет за собой остальные.

Ошибки, допущенные на этапе проектирования, на этапе эксплуатации обходятся в 10–100 раз дороже, чем их исправление в проекте. Это практика, которую строители и проектировщики наблюдают регулярно.

Что такое конструктивное решение и что в него входит?

Раздел «Конструктивные решения» (КР) — это часть проектной документации, которая определяет набор проектных решений и технических требований, связанных с выбором и описанием строительных конструкций. Это обязательный раздел по Постановлению Правительства РФ № 87.

В него входят:

• план, сечения и спецификация материалов по фундаменту;

• чертежи перекрытий и стропильной системы;

• план кровли;

• схемы каркасов и конструктивных узлов;

• конструктивные решения по гидроизоляции, пароизоляции, теплоизоляции;

• спецификации оконных и дверных проемов.

При выборе конструктивного решения проектировщик учитывает инженерно-геологические условия участка, назначение объекта, климат региона, нагрузки и характеристики материалов. Пропустить хотя бы один из этих факторов, это значит получить решение, которое плохо работает в реальных условиях.

Где при проектировании чаще всего допускают ошибки?

Почему ошибка при проектировании фундамента обходится дороже всего?

Исправить ошибку в фундаменте после строительства крайне сложно. От надежности фундамента зависит надежность всех остальных конструкций объекта.

Основная ошибка — образование недопустимых деформаций грунта основания, вызывающих повреждения объекта. Это проявляется в значительных осадках, кренах, сдвигах, появлении трещин в несущих конструкциях.

Без инженерно-геологического исследования невозможно назначить подходящий тип фундамента. Тип фундамента: ленточный, свайный, плитный или комбинированный — надо подбирать с учетом геологических характеристик участка и конструктивных особенностей будущего объекта. Неправильно спроектированный фундамент может спровоцировать деформацию стен и образование трещин, крены конструкций.

Встречается и другая ошибка: разные части здания опираются на фундаменты с отличающимися напряжениями на грунт под подошвой. Если при проектировании это не учесть, разные осадки несущих конструкций приведут к появлению неучтенных напряжений в конструкциях и как следствие к образованию трещин в таких элементах как стены, перекрытия, балки и т.д.

Что происходит с несущими конструкциями и перекрытиями при неверном расчете?

Использование при проектировании недостоверных данных о конструктивной схеме здания может привести к перегрузке и разрушению несущих конструкций. Неверные расчеты нагрузок на грунты основания, несущие стены, межэтажные перекрытия создают риск деформации конструкций и возможных разрушений элементов здания.

При строительстве из газобетона и других блочных материалов строительный регламент предписывает армопояса на уровне каждого межэтажного перекрытия. Это повышает жесткость конструкции и снижает риск появления трещин при усадке фундамента. Если армопояс не предусмотрен проектом, то появятся трещины.

Как неправильный выбор материала влияет на срок службы здания?

Выбор между железобетоном, металлом и деревом зависит от назначения здания, нагрузок, сроков строительства, бюджета и местных условий. Железобетон универсален и долговечен, металл позволяет быстро возводить большепролетные конструкции, кирпич подходит для малоэтажного строительства. Оптимальное решение определяется расчетом и технико-экономическим обоснованием.

Если проектировщик выбирает конструктивное решение только по цене, без учета условий эксплуатации, объект может потребовать дополнительных работ уже после запуска. Для разных условий подходят разные материалы и способы защиты конструкций.

Например, для склада удобрений обычные железобетонные конструкции без специальной защиты не подходят. Агрессивная среда постепенно разрушает бетон и арматуру. В таком случае проектировщик должен заранее подобрать материал, защитные покрытия или другое конструктивное решение. Иначе экономия на старте может привести к ремонту, усилению конструкций и остановке части помещений.

При металлоконструкциях встречается обратная ошибка - это избыточное сечение. Если проектировщик закладывает избыточное сечение, вес конструкции и стоимость проекта растут, а при монтаже и транспортировке возникают дополнительные сложности.

Чем грозит неверное устройство узлов сопряжения?

Местная неустойчивость конструкции возникает из-за неправильного устройства узлов сопряжения, передачи слишком больших сил неподходящим для этого излишне тонким профилям. Неправильный расчет несущей способности сварных швов и некорректное устройство узла приводят к дефекту опоры и разрушению объекта.

Это та категория ошибок, которую сложно обнаружить на стадии строительства. Проблема проявляется уже позже - при эксплуатационных нагрузках.

Что происходит, если теплоизоляция и влагозащита запроектированы неверно?

Если теплоизоляция пола в цокольной части в месте примыкания к фундаменту спроектирована неправильно, владельцы тратят деньги на обогрев атмосферы вокруг дома, а тепло уходит через зону пола. Это не образное сравнение, а конкретные потери энергии через мостики холода.

Появление сырости и плесневого грибка снижает долговечность объекта и его элементов. Это следствие неправильного конструктивного решения по гидро- и пароизоляции, а не просто «плохой климат».

Почему ошибки в конструктивных решениях вообще возникают?

Причин несколько, и они встречаются в разных комбинациях.

Первая — экономия на изысканиях. Грамотные проектировщики не делают и шага в расчетах без данных геологических изысканий. Если заказчик сэкономил на этом этапе, проектировщик работает с предположениями.

Вторая — типовой проект на нетипичных условиях. Типовые проекты разрабатывают под усредненные условия. Если участок с уклоном, высоким уровнем грунтовых вод или слабым грунтом, типовой проект требует адаптации. Без нее получается несоответствие между проектом и реальностью.

Третья — несогласованность разделов. Архитектурная часть и конструктивная разрабатываются параллельно. Если они не согласовываются между собой в процессе, конструктор получает архитектурное решение, которое нельзя реализовать без компромиссов в несущей схеме.

Четвертая — изменения в процессе. Заказчик поменял планировку или добавил этаж. Если конструктивную часть при этом не пересчитали, нагрузки распределяются не так, как было задумано.

Как неправильное конструктивное решение сказывается на здании и бюджете?

Проблемы делятся на три группы по тяжести.

Финансовые. Переделка конструктивных решений после возведения здания стоит многократно дороже, чем их правильный расчет на этапе проектирования. Перерасход материалов из-за неточных расчетов, усиление конструкций, которые не справляются с нагрузками, капитальный ремонт вместо текущего - это все прямые потери.

Эксплуатационные. Трещины в стенах и перекрытиях, деформация дверных и оконных проемов, промерзание углов, постоянная сырость в подвале, «зыбкие» перекрытия — эти проблемы затрудняют эксплуатацию и снижают комфорт, требуют постоянного внимания.

Конструктивная безопасность. В тяжелых случаях неправильное конструктивное решение приводит к признанию здания аварийным. Недостаточная глубина залегания фундамента или некорректное распределение нагрузки вызывает проседание фундамента, трещины и при сильном наклоне даже разрушение несущих элементов.

Как избежать ошибок в конструктивных решениях?

Конструктивную схему выбирают и утверждают на ранней стадии проектирования. Менять ее в процессе стройки дорого и сложно. Правильная последовательность работ выглядит так:

• Инженерно-геологические изыскания участка.

• Разработка технического задания с учетом реальных условий.

• Выбор конструктивной схемы с технико-экономическим обоснованием.

• Согласование архитектурной и конструктивной частей.

• Расчет всех узлов и элементов в специализированных программах.

Раздел КР должна разрабатывать организация с допуском СРО. Расчеты выполняются в специализированных инженерных программах и это исключает ошибки, которые возникают при ручных вычислениях.

Проектирование — это процесс учета деталей. Задача конструктора заключается в том, чтобы ответить на вопрос «как строить», чтобы здание получилось прочным, безопасным и экономичным в эксплуатации. Если этот ответ дан неточно или с допущениями, платить за это будет заказчик и не один раз.

Вывод

Конструктивные ошибки не прощают спешки и экономии на этапе проектирования. Трещины, деформации, аварийный износ — всё это следствие решений, которые казались разумными в начале, но не были проверены расчетом. Исправлять их после стройки в разы дороже, чем заложить правильную схему с первого раза.

Команда Гектар Групп разрабатывает раздел Конструктивных Решений с 2013 года и за это время мы прошли больше 500 проектов в жилом, коммерческом и промышленном строительстве. Работаем с допуском СРО, ведём расчёты в специализированных программах и согласовываем конструктивную часть с архитектурой ещё до выпуска рабочей документации. Если вам нужен конструктив, который не придётся переделывать — напишите нам, разберём задачу и скажем, что потребуется.