Τα μεταλλικά κτίρια (σύμμεικτες κατασκευές) χρησιμοποιούν ως κύριο δομικό στοιχείο του φέροντα οργανισμού τους τον χάλυβα (μέταλλο), ο οποίος σε συνδυασμό με το σκυρόδεμα, προσφέρει ασφάλεια, ταχύτητα κατασκευής, ποιότητα κατασκευής, οικονομία, ενώ παράλληλα παρέχει την δυνατότητα επίλυσης - υλοποίησης σημαντικών αρχιτεκτονικών επιλογών που δύσκολα μπορούν να επιτευχθούν με τις συνήθεις «συμβατικές» μεθόδους κατασκευής.

Εδώ και αρκετές δεκαετίες, ο σκελετός από χάλυβα είναι το βασικό δομικό στοιχείο στην κατασκευή πολυώροφων κτιρίων σε όλο τον κόσμο και φαίνεται ότι θα αποτελέσει τον κυρίαρχο παράγοντα όλων των μελλοντικών κατασκευών. Στην Ελλάδα οι μεταλλικές κατασκευές (σκελετοί) χρησιμοποιούνται εδώ και μερικά χρόνια κυρίως για την κατασκευή αποθηκών και βιομηχανικών κτιρίων ενώ τα τελευταία χρόνια έχει αρχίσει η χρήση τους και στις περιπτώσεις κατοικιών.

Πρόσφατο αφιέρωμα σε εφημερίδα του ξένου τύπου παρουσίαζε φωτογραφία από ισχυρό σεισμό πριν από μερικές δεκαετίες στην περιοχή των δυτικών ακτών των Η.Π.Α., μία περιοχή με έντονη σεισμική δραστηριότητα. Στην φωτογραφία αυτή ο αναγνώστης διέκρινε πλήθος από συντρίμμια από συνήθεις κατασκευές από οπλισμένο σκυρόδεμα, ενώ την ίδια στιγμή δέσποζαν ακλόνητα, στο κέντρο της φωτογραφίας, δύο πολυώροφα κτίρια μεταλλικών κατασκευών, οι γνωστοί σε όλους μας ... ουρανοξύστες. Τα γιγαντιαία αυτά κτίρια είναι η απάντηση στην περίεργη αλλά συνηθισμένη ερώτηση στο πώς συμπεριφέρονται τα χαλύβδινα αυτά κτίρια στο σεισμό.

Εκτός από την ασφάλεια που παρέχουν οι μεταλλικές κατασκευές, η οικονομία είναι ένα ακόμα χαρακτηριστικό τους. Στη μειωση του κόστους συμβάλλουν παράγοντες όπως:

• Η μεγάλη ταχύτητα ανέγερσης της οικοδομής

• Ο ελάχιστος δυνατός συντελεστής ΙΚΑ δεδομένου ότι η κατασκευή υπάγεται στην κατηγορία των προκατασκευών.

• Τα μεγάλα ανοίγματα (μεγαλύτερα από αυτά που μπορούμε να επιτύχουμε στις κατασκευές από οπλισμένο σκυρόδεμα) χωρίς ενδιάμεση υποστύλωση

• Το μικρότερο βάρος

• Η απουσία προβλημάτων από σεισμούς με συνεπακόλουθο την έλλειψη ανάγκης για μετασεισμικές επιδιορθώσεις

• Η ευκολία επέκτασης του κτιρίου

• Η τυποποίηση των στοιχείων του φέροντος οργανισμού καθώς και των υλικών που απαιτούνται για τις υπόλοιπες εργασίες με αποτέλεσμα :

1. οργάνωση της παραγωγής

2. έλεγχο της ποιότητας του προϊόντος (προδιαγεγραμμένη / ελεγμένη / πιστοποιημένη συμπεριφορά φερόντων στοιχείων δηλ. υποστυλωμάτων και δοκών)

3. ταχύτητα κατασκευής

4. πλήρη έλεγχο του κόστους κατασκευής

Αναλυτικότερα, η επιλογή του χάλυβα, ως κύριο υλικό από το οποίο θα αποτελείται ο σκελετός ενός κτιρίου, προσφέρει μεγάλη ευελιξία στη αρχιτεκτονική μορφή του κτιρίου. Με ελάχιστο συγκριτικά κόστος μπορεί κανείς να επιτύχει πολύ δύσκολες αρχιτεκτονικές μορφές, τις οποίες αρκετές φορές, είναι αδύνατο να υλοποιήσει με άλλα υλικά όπως το οπλισμένο σκυρόδεμα, το ξύλο, τη φέρουσα τοιχοποιία κλπ. Σύγχρονα υλικά, άλλωστε, όπως οι υαλοπίνακες, οι κασέτες αλουμινίου (etalbond, alucobond), ειδικές κατασκευές από χάλυβα και inox κ.α. καθώς και οι νέες μέθοδοι κατασκευής τοιχοποιίας των σύμμεικτων κατασκευών έχουν φέρει πραγματική επανάσταση στην αισθητική και τη λειτουργικότητα των κτιρίων χωρίς όμως να αποκλείονται και οι παραδοσιακοί τρόποι επένδυσης των όψεων.

Η μελέτη ενός κτιρίου με τα σύγχρονα πλέον προγράμματα σχεδίασης παρέχει τη δυνατότητα διαμόρφωσης όψεων κτιρίων κατά τον βέλτιστο δυνατό τρόπο παρέχοντας πλέον στον μελετητή τη δυνατότητα εφαρμογής πολλαπλών επιλογών - ιδεών. Στη φάση μελέτης των κτιρίων, οι μηχανικοί - μελετητές είναι υποχρεωμένοι να λάβουν υπόψη τους όλους τους τοπικούς περιβαλλοντικούς παράγοντες (επικρατούσες καιρικές συνθήκες) καθώς επίσης και τα τοπικά υλικά, εναρμονίζοντας πλήρως το κτίριο στην περιοχή την οποία βρίσκεται, ανεξάρτητα από τις αρχιτεκτονικές τους επιλογές (διαμόρφωση εσωτερικών χώρων, όψεις κτιρίου κ.λ.π.).

Με δεδομένα τον εξαιρετικά ακριβή σχεδιασμό και το συντονισμό της παραγωγής των προκατασκευασμένων στοιχείων, το καλύτερο δυνατό οργανόγραμμα εργασιών σε όλες του τις λεπτομέρειες και το συντονισμό του χρονοδιαγράμματος, επιτυγχάνεται μείωση του χρόνου κατασκευής του έργου το οποίο πλέον δύναται να φτάσει ακόμα και στο μισό του χρόνου που απαιτείται στις περιπτώσεις των συμβατικών κατασκευών. Επίσης, το τελικό προϊόν ελέγχεται πλήρως και έτσι ελαχιστοποιούνται τα προβλήματα της κατασκευής.

Η χρήση εντελώς σύγχρονων υλικών σε όλες τις φάσεις της κατασκευής ρίχνει το κόστος ενώ επίσης αυξάνει τη διάρκεια της ζωής του κτιρίου με τα καλύτερα δυνατά αποτελέσματα. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελούν κατασκευές κτιρίων σε υψόμετρο, όπου κατά τη διάρκεια του χειμώνα αντιμετωπίζονται διάφορα προβλήματα λόγω των έντονων καιρικών φαινομένων. Στις περιπτώσεις αυτές χρησιμοποιούνται νέοι τύποι επιχρισμάτων αλλά και επαλείψεων των εξωτερικών τοιχοποιιών και πέτρινων επενδύσεων με σκοπό την επίτευξη στεγανοποίησης των κτισμάτων προστατεύοντας τα από το χιόνι και την βροχή.

Ο κατάλληλος συνδυασμός της σύμμεικτης κατασκευής και των σύγχρονων υλικών, χωρίς να σημαίνει απαραίτητα και προσαύξηση του συνολικού κόστους του έργου, είναι δυνατόν να προσφέρει σε μια σύμμεικτη κατασκευή και ειδικά σε μία κατοικία :

• Μεγαλύτερη ηχομόνωση

• Μεγαλύτερη θερμομόνωση

• Μεγαλύτερη διάρκεια ζωής της κατασκευής

• Ιδιαίτερα μικρό χρονοδιάγραμμα κατασκευής

• Χαμηλό κόστος εργασιών (που εξαρτάται βεβαίως και από την επιλογή υλικών που θα χρησιμοποιηθούν στη φάση αποπεράτωσης του έργου π.χ. κουφώματα, δάπεδα κ.λ.π.)

• Μεγάλη δυνατότητα αρχιτεκτονικών λύσεων

 

ΣΤΑΔΙΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ

Για την κατασκευή ενός κτιρίου με μεταλλικό σκελετό απαιτείται κανονική έκδοση οικοδομικής αδείας από την πολεοδομία. Αναφορικά με τα στάδια κατασκευής :

1. ΕΚΣΚΑΦΗ: Αρχικά γίνεται η απαιτούμενη εκσκαφή και η διαμόρφωση του σκάμματος θεμελίωσης στη θέση όπου θα οικοδομηθεί το κτίριο

2. ΘΕΜΕΛΙΩΣΗ: Η κατασκευή της θεμελίωσης γίνεται πάντα σύμφωνα με τη στατική μελέτη διπλωματούχου πολιτικού μηχανικού βάσει του αρχιτεκτονικού σχεδίου του κτιρίου και γίνεται χρήση οπλισμένου σκυροδέματος. Προ της σκυροδέτησης της θεμελίωσης τοποθετούνται τα αγκύρια έδρασης του μεταλλικού σκελετού

3. ΜΕΤΑΛΛΙΚΟΣ ΣΚΕΛΕΤΟΣ: Ο μεταλλικός σκελετός κατασκευάζεται πλήρως στο εργοστάσιο παραγωγής, ενώ κατά τη μελέτη επιδιώκεται η δυνατόν καλύτερη εξυπηρέτηση των αρχιτεκτονικών επιλογών του αρχιτέκτονα μελετητή (π.χ. εναρμονισμός των θέσεων των υποστυλωμάτων με τη χάραξη των τοιχοποιιών του κτιρίου κ.α.). Τα μεταλλικά στοιχεία του φέροντος οργανισμού τοποθετούνται και βιδώνονται στις προκαθορισμένες, από τη στατική μελέτη, θέσεις.

4. ΠΛΑΚΕΣ ΟΡΟΦΩΝ: Οι πλάκες των ορόφων κατασκευάζονται από οπλισμένο σκυρόδεμα και το καλούπωμα τους μπορεί να γίνει με πέτσωμα (σύνηθες καλούπωμα πλάκας) ή με μεταλλική λαμαρίνα, παρέχοντας ταχύτητα. Ωστόσο, σε αρκετές περιπτώσεις προτείνεται και η κατασκευή πλακών από ξύλο (πχ. δώματα) και η επένδυση των οροφών, εάν αυτό απαιτηθεί, με σκοπό την επίτευξη ηχομόνωσης, θερμομόνωσης ή/και υγρομόνωσης (π.χ. περίπτωση ξύλινης στέγης).

5. ΤΟΙΧΟΠΟΙΙΕΣ: Για την κατασκευή των τοιχοποιιών (εσωτερικών και εξωτερικών) παρότι υπάρχει η δυνατότητα χρησιμοποίησης «παραδοσιακών» υλικών (τούβλο, ALPHA BLOCK, τσιμεντοσανίδα κλπ.) εντούτοις ενδείκνυται η χρησιμοποίηση «ειδικού δομικού πάνελ». Το συγκεκριμένο πάνελ αποτελείται από πολυστερίνη (εσωτερικά) και μεταλλικά πλέγματα (εκατέρωθεν της πολυστερίνης). Μεταλλικοί αποστάτες διαπερνούν το σώμα της πολυστερίνης δένοντας την με τα πλέγματα και συγκρατώντας τα σε σταθερή απόσταση από αυτήν. Τα δομικά αυτά πάνελ κυκλοφορούν σε τεμάχια διαφόρων διαστάσεων (μήκος, πλάτος, πάχος). Το υλικό αυτό «αγκυρώνεται» περιμετρικά (εξωτερικά και εσωτερικά) στον μεταλλικό σκελετό, ενώ τοποθετούνται και πρόσθετα πλέγματα στις κρίσιμες περιοχές (επαφές πάνελ μεταξύ τους, επαφές με τον φέροντα οργανισμό, γωνίες κουφωμάτων, οπές κ.λ.π.) προσφέροντας πρόσθετη αντοχή έναντι ρηγμάτωσης. Ακολούθως, εκτοξεύονται ειδικά κονιάματα με πρώτη ύλη το τσιμέντο αλλά και πρόσθετα υλικά προσαύξησης της αντοχής του μείγματος. Από τις στρώσεις αυτές αποκλείεται η χρήση του ασβέστη με σκοπό την προστασία των μεταλλικών πλεγμάτων, ενώ ακολούθως πραγματοποιούνται οι επιχρίσεις με συνήθη υλικά ή με σύγχρονα υλικά επίχρισης. Με την χρησιμοποίηση του «ειδικού δομικού πάνελ» επιτυγχάνεται πλήρης συνεργασία της τοιχοποιίας με τον φέροντα οργανισμό καθώς και εντυπωσιακή ηχομόνωση και θερμομόνωση.

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Οι υπόγειοι χώροι δύνανται να κατασκευαστούν είτε από οπλισμένο σκυρόδεμα (ως συνέχεια της θεμελίωσης) είτε από «ειδικό δομικό πάνελ», ενισχυμένο και επενδυμένο κατάλληλα για τη συγκράτηση των γαιών και την αντιμετώπιση του επικρατούντα υδροφόρου ορίζοντα (υπόγεια νερά, υγρασίες). Η επιλογή της μεθόδου που θα χρησιμοποιηθεί στην περίπτωση των υπογείων είναι αντικείμενο μελέτης από τους μηχανικούς του έργου.

6. Η/Μ ΔΙΚΤΥΑ: Πριν από την εκτόξευση των κονιαμάτων στα δομικά πάνελ τοποθετούνται όλα τα δίκτυα, ηλεκτρολογικά, υδραυλικά, αποχετευτικά. Τα δίκτυα αυτά τοποθετούνται πλέον ταχύτατα και εύκολα, δεδομένου ότι τα πλέγματα βρίσκονται σε απόσταση από το σώμα (πολυστερίνη) του δομικού πάνελ. Με τον τρόπο αυτό αποφεύγεται η μηχανική διάνοιξη αυλακιών που χρειάζεται στις τοιχοποιίες από τούβλο με άμεσο συνεπακόλουθο το γέμισμα της οικοδομής από μπάζα.

7. ΑΠΟΠΕΡΑΤΩΣΗ ΕΡΓΟΥ: Με την τοποθέτηση των Η/Μ δικτύων, την εκτόξευση των κονιαμάτων ανάπτυξης της αντοχής του δομικού πλέγματος και την πραγματοποίηση των επιχρίσεων, η κατασκευή βρίσκεται στο τελικό πλέον στάδιο όπου απομένουν πλέον οι επενδύσεις των διαφόρων επιφανειών (δάπεδα ή ακόμα και επενδύσεις με πέτρα των τοιχοποιιών), τα κουφώματα, οι ντουλάπες, το τζάκι και οι απαραίτητες ειδικές κατασκευές στην κουζίνα και στους χώρους υγιεινής, ώστε να ολοκληρωθεί η κατασκευή του κτιρίου.

 

Παπαϊωάννου Απόστολος

Πολιτικός Μηχανικός Ε.Μ.Π. M.Sc. Eng N.T.U.A.

Λάσκου 49, 15669 Παπάγου

Τηλ.: 210 6541434 Κιν.: 6936710475