Новая строительная технология «Рекон-Ижора». Сборно-монолитное каркасное домостроение

Федеральное агентство по образованию

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет

Кафедра проектирования зданий

Дисциплина: Конструкции гражданских и промышленных зданий

Реферат

Новая строительная технология «Рекон-Ижора». Сборно-монолитное каркасное домостроение.

Студент группы 3 А II

О. В. Сергеева

Руководитель:

Корзон С.А.

Санкт-Петербург

2007

Оглавление

Введение……………………………………………………………………………..3

Из истории индустриального жилищного строительства в России…………….4

Из истории технологии Сборно-Монолитного Каркасного Домостроения (СМКД) в России……………………………………………………………………………….5

Краткое изложение технических решений (сборно-монолитный каркас «Рекон-Ижора»)…………………………………………………………………………..…7

Конструктивное устройство Сборно-Монолитного Каркаса строительной системы  «Рекон-Ижора»…………………………………………………………………….8

Основные элементы сборно-монолитного каркаса, их параметры и характеристики Сборно-монолитные перекрытия…………………………………………………..9

Пошаговое описание технологии сборно-монолитного каркаса (по данным  www.rekon-izhora.ru).……………………………………………..…………………10

Сравнительный анализ технико-экономических показателей различных типов жилых домов (по данным www.rekon-izhora.ru).…………………………………………..13

Сравнительные характеристики различных видов каркасных зданий…………....14

Перечень преимуществ сборно-монолитного каркасного здания по отношению к кирпичному……………………………………………………………………………16

ПРИЛОЖЕНИЯ:

·         Статистический и динамический расчет каркаса здания (пример)………..17

·         Сравнительный расчет стоимости несущих конструкций типового этажа 3-х этажного каркасного сборно-монолитного и кирпичного вариантов торгового центра в г. Пенза………………………………………………………………20

  • Соединений колонна-ригель-плита

перекрытия (несъемная плита-опалубка)………………………………………..21

Использованная литература…………………………………………………………..24

Введение

Дмитрий Медведев, первый вице-премьер правительства, четко выделил главную задачу Национального проекта — "существенно нарастить темпы жилищного строительства». Можно сделать несколько выводов о новой строительной идеологии России. 1. Жилья должно строиться намного больше. Застройка должна быть комплексная, целыми микрорайонами. 2. За реализацию Национального проекта в каждом регионе должен отвечать лично губернатор. 3. Требуется модернизация материальной базы строительной отрасли под двукратное и более увеличение объемов строительства. 4. Чтобы жилье стало более доступным, оно должно стать дешевле при обязательном соблюдении современных требований к потребительским качествам. Мы уже стояли на пороге ускоренной индустриализации строительной отрасли — в период послевоенного восстановления. За период 1941-1945 годов были почти полностью разрушены тысячи городов, сел, деревень на территории нашей страны. Среди них были такие огромные города с многовековой историей, как Минск, Белгород, Орел, Смоленск, которые были практически стерты с лица земли. Поэтому в 50-е годы ХХ-го столетия на первом месте стояла скорость строительства промышленных и гражданских объектов и, особенно, жилья. В условиях суровых русских зим в землянках и бараках долго не проживешь и не поработаешь, — и это, соответственно, отодвинуло высокие требования к архитектуре и эксплуатационным качествам сооружений на второй план, что привело к однообразию городских застроек и архитектуры современных городов. Массовое строительство послевоенных десятилетий — это прежде всего индустриальное панельное домостроение со всеми его плюсами и минусами. Панельное домостроение — это этап индустриального строительства, через который прошли многие европейские страны, потерявшие в годы войны значительную часть своего жилого фонда. Но в Европе технологии индустриального домостроения продолжают развиваться. Только теперь они перешли на новый, самый передовой уровень по потребительским качествам возводимый сооружений. Российская технология СМКД (сборно-монолитная каркасная система «Рекон-Ижора» www.rekon-izhora.ru) входит в  систему  технологий создания своеобразного "Дома будущего" — технологий, предвосхищающих современные требования СНиП и запросы потребителей. Одним из флагманов реконструкции отечественной строительной отрасли сегодня является Тюменская область, где сейчас до 50% новых площадей жилых, административных, инфраструктурных сооружений и паркингов сдается с использованием технологии СМК. Главный принцип в современном строительстве — проектировать и строить быстро, красиво, надежно и с обеспечением высоких эксплуатационных и эстетических требований. Доступное комфортное жилье должно быть и в городах, и районных центрах, и поселках, ведь требования человека везде одни, и если не решать эту задачу, то у страны не будет продвижения вперед, как не будет и будущего.

Из истории индустриального жилищного строительства в России

Железобетонным каркасам зданий в России — едва больше 100 лет. Так, в 1905 г. в Петербурге было построено первое 4-этажное промышленное здание с железобетонным каркасом, в 1906 г. возведены железобетонные перекрытия в зданиях Политехнического института. В 1908 г. русский инженер А.Ф. Лолейт осуществил первые безбалочные железобетонные перекрытия. Именно железобетон открыл возможность массового индустриального строительства. Современных участников жилищного строительство в его истории должен интересовать период массового строительства жилья с середины 50-х годов по настоящее время. По большому счету для СССР, и, естественно, России начало этого периода неразрывно связано с именем Никиты Сергеевича Хрущева. Его волевым решением перед строителями была поставлена задача: найти решение жилищной проблемы, особенно острой в послевоенные годы. И такое решение в короткие сроки было найдено в индустриализации домостроительного производства, превращении строительства в механизированный процесс сборки зданий и сооружений из укрупненных элементов изделий. Под индустриализацией строительного производства понимают перевод большинства строительных процессов со строительной площадки на заводы сборного железобетона. Это позволяет механизировать и автоматизировать производство конструкций зданий, повысить их надежность, сократить сроки возведения зданий, улучшить качество строительства и снизить конечную стоимость жилья. Отечествен ная домостроительная индустрия последовательно осваивала технологии блочного, крупноблочного, панельного, крупнопанельного, объемно-блочного строительства жилых домов в различных комбинациях и вариациях. Эти технологии прекрасно себя зарекомендовали и постоянно совершенствовались с использованием новых прогрессивных материалов и до настоящего времени являются доминирующими в индустриальном домостроении. Превалирование кирпичного домостроения объясняется не только доступностью и относительной дешевизной материала (чаще всего местного). Дело в том, что вышеуказанные индустриальные строительные технологии разрабатывались и развивались в период, когда главным инвестором было государство, а главным показателем для строителей — Его Величество "Квадратный метр". При всей своей экономической рациональности эти технологии существенно ограничивают творческие возможности архитекторов и проектировщиков по внешнему виду и планировке зданий. Также по ряду причин в панельных и блочных зданиях по ряду объективных причин, связанных со свойствами материалов, нельзя повторить микроклимат, присущий кирпичным зданиям.       Вполне закономерно, что когда жилье стало продаваться, а не раздаваться, потенциального покупателя стала интересовать не просто жилая площадь. На первый план начинают выходить требования к жилью, как к любому другому товару, а, именно, его потребительские свойства. Это широчайший спектр внешних признаков связанных с личными представлениями отдельного человека о комфорте, уюте и всем, что с ними связано. По статистическим данным доля жилья, вводимого государственными и муниципальными предприятиями и организациями, сократилась с 80 процентов в 1990 году до 19 процентов в 2000 году, в том числе предприятиями федеральной собственности до 7,5 процента. При этом, доля жилья, вводимого предприятиями и организациями частной формы собственности и индивидуальными застройщиками, в общем объеме строительства составляет уже более 60 процентов, в том числе доля жилья, вводимого индивидуальными застройщиками, увеличилась более чем в 4 раза и достигла почти 43 процентов.     Технологии должны быть адаптированы как к строительству жилых зданий, так и к возведению паркингов, инфраструктурных сооружений, административных, торговых, спортивных и развлекательных объектов. Но в этом случае индустриальные технологии должны быть "гибкими, удобно перестраиваемыми под выпуск продукции обеспечивающей высокие потребности рынка в проектировании и строительстве жилья, магазинов, многоэтажных гаражей и торговых центров, промышленных и производственных зданий и другого назначения с высокой экономической эффективностью и надежностью конструкций. А под эту задачу есть уже не раз реализованные решения — технологии сборно-монолитного домостроения и где, кстати, находит свое применение 3-слойная панель, однослойная и "с воздушной прослойкой" совершенно нового типа, как ограждающая конструкция наружной стены архитектурно выразительные и высокого заводского изготовления.

Из истории технологии Сборно-Монолитного Каркасного Домостроения (СМКД) в России

      Но чем больше строилось жилых домов, тем отчетливее проявлялись минусы традиционных технологий. Они сначала проявлялись в тяжелом, недостаточно механизированном труде рабочих на заводах и стройках, в однообразии архитектурного облика жилых кварталов различных городов, недостаточной комфортности квартир. С введением в управление хозяйственного расчета, а в экономику - первых элементов рынка, к ним добавились высокая энергоемкость технологий в производстве, их инерционность на запросы рынка, высокие эксплуатационные затраты на содержание домов

Сходство подходов в решении жилищной проблемы во Франции. Здесь до 1960 года в связи с недостатком жилья основным руководящим фактором для строительных предприятий являлась скорость строительства. При этом отодвигались на второй план вопросы качества домов, их стоимости, комфортабельности жилья, затратности его эксплуатации. Здания строились однообразные по архитектуре, как и у нас в стране в основном панельного исполнения. После 1960 года к строительным организациям во Франции стали предъявлять новые повышенные требования, в частности по следующим параметрам: - сейсмостойкость; - оптимизация проекта по критериям стоимости строительства; - снижение энергетических затрат в процессах строительства и эксплуатации домов; - использование высококачественных материалов, отвечающих жестким санитарным нормам; - соблюдение норм охраны окружающей среды при строительстве и эксплуатации жилья; - комфортабельность и качество отделки; - звукоизоляция и теплоизоляция, - повышение требований к архитектуре зданий, особенно при строительстве в исторических частях городов. То же самое повторяется в России, только с отставанием в 25-30 лет. Во Франции нашли выход в переориентации индустрии домостроения с панельной технологии на каркасную, которая к началу 90-х годов ХХ века в конкурентной борьбе индустриальных строительных технологий постепенно начала завоевывать лидирующие позиции. В этой технологии прельщала компактность технологического оборудования по выпуску элементов каркаса, простота их наладки и переналадки под различные модификации элементов каркаса, что давало возможность значительно разнообразить архитектурно-проектные решения зданий. К концу 1993 году, несмотря на наступающий в стране экономический и финансовый кризис, "Чебоксарский ДСК" сумел изыскать необходимые валютные средства на приобретение необходимых технологических линий для выпуска полного комплекта элементов сборно-монолитного каркаса. Был обучен полный штат специалистов и рабочих для эксплуатации технологического оборудования, проектирования и строительства каркасных домов. Уже 1995 год показал правильность выбора. Когда многие домостроительные комбинаты были остановлены или загружены на 25?30% ОАО "Чебоксарский ДСК", без остановки производства, сохранив квалифицированные кадры, вышло на строительный рынок России с совершенно новой для страны технологией сборно-монолитного каркасного домостроения (СМКД). До настоящего времени первенцы СМКД в городах Чебоксары, Новочебоксарск, Нижний Новгород и других выгодно отличаются по внешнему облику, комфорту и эксплуатационным характеристикам от многих домов новой постройки по альтернативным конструктивным схемам. В короткие сроки предприятие вошло с этой технологией в 43 города России. В то же время, с накоплением опыта в новом направлении домостроения, все чаще приходилось сталкиваться с проблемами, возникающими на стыке западной технологии с российскими условиями: географическими, климатическими, экономическими, нормативно-правовыми, системой стандартизации, ресурсными, возможностями отечественной промышленности строительных и конструкционных материалов, технической оснащенностью строительных организаций и прочая, прочая, прочая. Объективно выходило, что в том виде, как существует технология сборно-монолитного каркаса на Западе, в России она не получит широкого распространения, если эти проблемы не будут решены. России необходим свой отличный от других стран путь становления новой строительной индустрии на базе современных технологий. Необходимо не догонять Запад, а переступить его по технологии на две-три ступени и идти дальше.     Решающими факторами такого проекта должны быть: 1 - экономия энергии в технологическом процессе производства продукции и строительстве; 2 - снижение трудовых и материальных затрат; 3 - высокое качество и потребительские свойства продукции. Так родилась концепция будущего "легкого" здания: сборно-монолитный каркас, монтируемый из изделий заводского изготовления: колонна, ригель, плита-несъемная опалубка (или "пустотка") с замоноличиванием узлов и отсутствием сварочных работ на стройплощадке.

Так, жесткие климатические условия в подавляющем большинстве регионов России, где 8 месяцев в году наружный воздух имеет минусовую температуру, причем в очень широких пределах, потребовали серьезных проектных и технологических решений по отработке узлов наружных стен, обеспечивающих защиту от промерзания, повышенного внимания при производстве работ в зимних условиях. Много проблем выявилось в производстве сборно-монолитных конструкций каркаса из обычного и предварительно напряженного железобетона. Все они были связаны с тем, что отечественные стандарты на инертные, вяжущие материалы и арматурный металл предъявляли менее жесткие требования по качеству в сравнении с западными требованиями. В отечественном массовом гражданском строительстве практически отсутствовал опыт монтажа каркасных зданий. Поэтому, в целях сокращения подготовительного периода по внедрению новой технологии в массовом домостроении, приняли решение проводить учебу и подготовку кадров непосредственно на стройплощадке в процессе монтажа конструкций зданий. Не было отработанных и испытанных конструктивных решений с применением пустотного настила на сборно-монолитный каркас. Поэтому в полном объеме были проведены натурные испытаний каркаса здания с пустотным настилом на соответствие требованиям СНиП.

     Много организационных и технологических проблем было решено с переводом массового домостроения с традиционного конвейерного способа изготовления железобетонных конструкций на стендовую технологию. Это дало широкие возможности проектировщикам гибко и оперативно подстраиваться под спрос рынка, так как конструкция стендовой оснастки, против конвейерной, позволила реализовывать практически все пожелания проектировщиков.

За последние годы разработаны новые рабочие чертежи, изготовлены технологические линии с поставкой Заказчикам "под ключ": адресная подача бетона, технология изготовления пустотного настила экструзивным методом с разработкой экструдера российского производства с горизонтально направленной вибрацией с помощью гидросистемы на тело бетона. Технологическая универсальная линия прошла пробные испытания и запущена в промышленную эксплуатацию.     Соединив в себе преимущества индустриальной массовой технологии и оригинальность каждого архитектурного решения индивидуального строительства, СМК-технология открывает совершенно новое видение перспектив строительной сферы. Максимально возможная унификация всех элементов здания, ведущая к радикальному снижению стоимости и сроков строительства ЛЮБЫХ объектов в сочетании с неограниченностью элементов архитектурной выразительности знаменует собой рождение нового этапа строительной истории России, оценить значение которого можно будет только спустя десятилетия.

        Краткое изложение технических решений (сборно-монолитный каркас)

Шембаковым В.А. и Селивановым С.П. (вице-президент РИА, президентом МОО "ФИДИА", доктором технических наук, профессором, лауреатом Госпремии России) в течение нескольких лет проводилась серьезная научно-исследовательская и проектно-конструкторская работа по созданию современной индустриальной технологии домостроения на основе сборно-монолитного каркаса. Основой сборно-монолитной технологии является несущий каркас, состоящий из трех основных железобетонных элементов: вертикальных опорных колонн, предварительно напряженных ригелей, плит перекрытия.

 Узел соединения "колонна—ригель—плита" является монолитным. Весь каркас собирается без применения сварки. Применение сборно-монолитного каркаса возможно также в сейсмических районах (до 10 баллов). Эта возможность обеспечивается неразрезными сборно-монолитными дисками перекрытий и жесткостью соединительного узла (колонна—ригель—плита). Наружные и внутренние стены являются не несущими, а только ограждающими, что позволяет применять для их изготовления любые облегченные строительные материалы, удовлетворяющие требованиям СНиП по теплотехнике и современным архитектурно-планировочным решениям. Сборно-монолитная технология позволяет собирать каркасы с большими пролетами между колоннами, что дает возможность свободно планировать расположение помещений на этажах как в ходе строительства, так и во время эксплуатации. Индивидуальный расчет сечений несущих элементов в зависимости от их месторасположения в каркасе обуславливает малый расход металла при производстве ЖБИ. Полная заводская готовность элементов каркаса позволяет при его возведении практически полностью отказаться от электросварочных работ, существенно снизить энергоемкость строительства, расход материалов на строительной площадке, сроки строительно-монтажных работ и, в конечном счете, обуславливает низкую себестоимость жилья по сравнению с другими строительными технологиями.

Конструктивное устройство Сборно-Монолитного Каркаса

С появлением указанных изобретений проектировщики получили в свое распоряжение полный набор конструктивных элементов для создания высокоэкономичных проектов зданий и сооружений с применением сборно-монолитного каркаса, имеющем в своем составе колонну, преднапряженный ригель или балку, преднапряженную плиту- несъемную опалубку (в вариантах - пустотный настил), 3-х слойную стеновую панель.

Фундаменты при плотных грунтах столбчатые железобетонные сборные или монолитные с подколонниками стаканного типа. При слабых грунтах – свайные со сборными подколонниками, установленными на монолитный ростверк.

Каркас сборно-монолитный с применением сборных многоярусных (на несколько этажей) колонн и сборно-монолитных перекрытий. Колонны сечением 250х250 мм для удобства транспортировки разрезаются на элементы длиной до 12 м. Стыковка колонн осуществляется без сварки при помощи "штепсельного" стыка. Материал колонн - тяжёлый бетон класса В15-ВЗО. Продольное армирование выполняется стержнями Д16-25мм класса AIII ГОСТ 5781-82. При транспортировке колонн только автотранспортом допускается длина колонн до 17 м. Для сопряжения колонн с ригелями, в массиве колонн на уровне перекрытий предусматриваются участки с оголённой арматурой, усиленной крестовыми арматурными связями. Стыковка осуществляется за счёт пропуска дополнительных арматурных стержней через тело колонны. Высота этажа допускается любая. Это обусловлено гибкой технологией изготовления колонн. Сечение колонн может увеличиваться за счёт перестановки борта опалубки. Сборные предварительно напряжённые ригели сечением 250х200 мм служат рёбрами монолитного перекрытия, с которым сопрягаются выпусками арматуры. Расчётным сечением ригеля является тавр, полкой которого служит перекрытие. Материал ригелей - тяжёлый бетон класса В30, продольное армирование осуществляется предварительно напрягаемыми канатами диаметром 12мм К7. В торцах ригелей выполняются пазы для сопряжения с колоннами. Арматура узла сопряжения пропускается через тело колонны и вводится в пазы ригелей. Омоноличивание узла сопряжения производится мелкофракционным бетоном класса В30. Перекрытие состоит из предварительно напряжённых ж/б плит толщиной 60 мм, служащих несъёмной опалубкой, и монолитного армированного слоя толщиной 100-140 мм укладываемого сверху. Сцепление монолитного слоя со сборной плитой-опалубкой осуществляется за счёт шероховатой верхней поверхности плиты, выполняемой в заводских условиях путём обнажения крупного заполнителя. Материал плит - тяжёлый бетон класса В35. Продольное армирование предварительно напрягаемой проволокой диаметром 5мм ВрII. При бетонировании монолитного слоя плита-опалубка, включая и ригели, подпирается системой инвентарных опор. Неразрезность диска перекрытия достигается за счёт укладки арматурных сеток на стыках плит и над ригелями. Монолитный слой перекрытия выполняется из тяжёлого бетона класса В15-В25. Устойчивость для зданий высотой до 6 этажей каркаса достигается за счёт жёстких узлов сопряжения ригелей с колоннами. Для зданий большей этажности возможно введение диафрагм или ядер жёсткости. Наружные стены могут быть различной конструкции. Возможна передача веса стен на каркас (при навесных стенах). Стены могут быть и самонесущими, передающими нагрузку на фундаменты, минуя каркас. Свобода в выборе конструкции стен позволяет применять каркасные здания в различных климатических и геологических условиях. Гибкая технология изготовления элементов каркаса, позволяющая применять железобетонные изделия любой длины, не накладывает ограничений на планировку зданий. Шаг колонн сечением 250х250 мм при ригелях сечением 250х200 мм может быть от 1,5 до 7,2 м. Оптимальная нагрузка на колонну порядка 120 тонн. При увеличении пролётов и нагрузок увеличивается сечение элементов каркаса, что так же позволяет выполнить технологическое оборудование завода. Высота этажа ограничений не имеет и зависит только от гибкости колонн, поэтому применение каркаса возможно для зданий различного назначения: жилых, общественных, производственных, административно-бытовых. Отсутствие сварных соединений упрощает сборку каркаса, не требует высокой квалификации рабочих. Сборно-монолитный каркас имеет смешанную конструктивную схему с продольными и поперечными ригелями. Он предназначен для применения в строительстве многоэтажных жилых, общественных и вспомогательных зданий промышленных предприятий с высотой этажа от 2,8 до 4,5 метров с неагрессивной средой, возводимых в 1-5 районах России по весу снегового покрова и 1-6 районах по скоростному напору ветра (согласно СНиП 2.01.07-85). При этом в каждом проекте следует проводить дополнительные расчеты на воздействие сейсмических, ветровых и других нагрузок. Каркас вписывается практически в любые архитектурно-планировочные решения. Универсальное оборудование для формования элементов каркаса позволяет изготавливать их с различными параметрами сечений и необходимой длиной. Конструкция элементов каркаса, их размеры, структура армирования рассчитываются индивидуально для каждого конкретного проекта исходя из этажности здания, планировки этажей, состава нагрузок и т.п., что позволяет в конечном итоге оптимизировать расход материалов и уменьшить стоимость квадратного метра здания.

Основные элементы сборно-монолитного каркаса, их параметры и характеристики

Сборно-монолитный каркас конструктивно состоит из трех основных железобетонных элементов: колонн, ригелей и плит-несъемной опалубки. Дополнительно, по результатам расчета в каждом конкретном случае, в него могут включаться диафрагмы и связи жесткости. Колонны Колонны выполняются секционными. В зависимости от места (этажа) установки секции колонны подразделяются на нижние, средние и верхние, с уменьшением площади сечения по мере роста этажа. Длина секции колонны ограничивается техно- логическими возможностями транспортировки и монтажа. Секции колонн стыкуются между собой специальным разъемом "штепсельного" типа без применения сварки. В каркасе малоэтажных (до 12 метров) зданий устанавливаются безстыковые колонны. Сопряжение колонн с ригелями и сборно-монолитными перекрытием производятся с помощью соединительных элементов без применения сварочных работ. Для этого в местах примыкания плиты перекрытия и ригеля тело колонны лишено бетона, что позволяет в процессе сборки каркаса пропускать арматуру ригелей сквозь колонну. При омоноличивании сопряжения образуется жесткий узел, обеспечивающий устойчивость каркаса. Приведенные в таблице рекомендуемые сечения колонн позволяют возводить здания до 34-х этажей. Ригели Ригели изготавливаются из железобетона с предварительно напряженной арматурой. Сечения ригелей выбираются в диапазоне от 20 до 60 см, в зависимости от места их установки. При этом ширина ригеля принимается равной ширине колонны примыкания, его высота рассчитывается в зависимости от воздействующих на ригель нагрузок. В верхних зонах ригелей конструктивно выполнены выступающие замкнутые хомуты, обеспечивающие с помощью соединительных элементов связь ригеля со сборно-монолитной плитой перекрытия. После омоноличивания плиты перекрытия возникает тавровое рабочее сечение, где сборный ригель является ребром тавра, а его верхней полкой служит примыкающий участок плиты перекрытия.

Сборно-монолитные перекрытия

Сборно-монолитные перекрытия состоят из сборных железобетонных предварительно-напряженных плит толщиной 60 мм, служащих несъемной опалубкой для устройства несущей монолитной плиты толщиной 100-190 мм, в теле которой устанавливается дополнительная арматура, обеспечивающая неразрезность диска перекрытия. Для усиления сцепления монолитного слоя со сборной плитой-опалубкой и совместности их работы под нагрузкой верхняя поверхность плиты-опалубки выполняется шероховатой при формовке.

ПОШАГОВОЕ ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ СБОРНО-МОНОЛИТНОГО КАРКАСА

1. Прежде, чем приступить к оснащению и формованию сборных железобетонных напряженных и ненапряженных конструкций на универсальном стенде необходимо: - выполнить подготовку производства по номенклатуре и объемам из расчета на сутки, неделю, месяц; - согласно недельно-суточного графика производства обеспечить изготовление арматурных каркасов, скоб, подъемных петель, сеток, закладных деталей, исходя из суточного оборота стенда на 2-3 дня для формования; - согласно недельно-суточного плана обеспечить заготовку прядей К-7, проволоки Вр-2 на 1-2 дня для формования; - проверить работу механизмов технологической линии на холостых оборотах; - включить обогрев стенда и прогреть его до необходимой температуры. 2. Установить на универсальном стенде с одного края продольный сердечник (h=400 мм, L=90 м) и 2 разделительных сталистых ленты, предварительно дав им напряжение. С противоположного края установить один продольный сердечник (h=400 мм и L=90 м) и 2-й продольный сердечник (h=250 мм и L=90 м). 3. После установки разделительных элементов поверхности ручьев универсального стенда обрабатываются с помощью переносного аппарата эмульсолом, кроме крайней полосы h=400 мм, примыкающей к сердечнику для формования ригеля, которая обеспечивает удобство при формовке ручьев. 4. Начиная от продольного сердечника, устанавливаются каркасы колонн, отсечки и пустотообразователи. С завершением работ по 1-му ручью производится окончательная натяжка 1-й стальной ленты и ее закрепление в вертикальном положении. 5. По такому же принципу устанавливаются каркасы колонн во второй и третий ручьи, а затем закрывается откидной борт с обеспечением строгой фиксации уложенных каркасов в ручьях стенда. 6. Проверив правильность установки каркасов колонн, фиксаторов, отсечек, пустотообразователей, переходим к оснащению ручьев стенда под производство ригелей. 7. Вначале укладывают гнутые элементы из арматуры для ригелей, заготовленные по длине пряди, затем производится преднапряжение прядей. После этого устанавливают отсекатели, пенополистирольные вкладыши, заслонки и производят окончательное преднапряжение прядей. 8. В центральной части стенда, за исключением дорожки шириной 400 мм устанавливают продольные борта на стационарных магнитах для формования ригелей нового типа высотой 80 мм, преднапряженных перемычек, плит - несъемной опалубки, преднапряженных стропил и других плоских ж/б конструкций. 9. Укладка бетонной смеси выполняется универсальным вибробетоноукладчиком с различной скоростью вращения шнеков, подающих бетон в ручьи стенда в зависимости от объема ручья и линейной скорости передвижения вибробетоноукладчика. Укладка бетона может производиться также поочередно по ручьям с закрытием подачи шнеками в новые ручьи. 10. Выравнивание кромок преднапряженных ригелей производится вручную с двух сторон группы ручьев - с края стенда и со стороны продольного сердечника. 11. Уложенный на универсальный стенд бетон закрывается термопокрывалом с установкой автоматического режима пропаривания. 12. На следующий день производится отключение стенда от нагрева, снимается термопокрывало. 13. Распалубка производится последовательно с крайнего ручья открыванием борта. После съема готовой продукции с крайнего ручья, кладется на поддон сталистая разделительная лента и производится съем готовой продукции со следующего ручья и т.д. Таким же способом после разрезания прядей К-7 в промежутках между ригелями также последовательно по ручьям снимаются со стенда ригеля. 14. После очистки формующей оснастки и смазки ручьев стенда процесс повторяется. Универсальный стенд рассчитан на выпуск продукции с суточным оборотом и численностью рабочих 12-14 чел.     Процесс укладки бетонной массы послойно с уплотнением выполняется с помощью высокоэффективного и механизированного универсального вибробетонаукладчика. Технологический процесс исполнения конструкции наружной стены высокой архитектурной выразительности и заводской готовности на универсальном стенде. 1. После прохода вдоль стенда машины смазки и уборки на плоскость стенда устанавливают конструкции, сопровождающие траверсы с любыми геометрическими размерами конструкций наружных стен и конфигураций с закреплением к поддону стационарными магнитами. Хранение элементов, сопровождающих траверс, осуществляется в специальной кассете. 2. При формовании "лицом вниз" на плоскость поддона выстилается резино-полимерная основа лицевой поверхности конструкции, выполненная в модельном цехе. 3. Укладываются вкладыши оконных, дверных и иных проемов. 4. Внутрь контура панели укладывается арматурная сетка с монтажными петлями. После этого укладывается 1-ый фасадный слой бетона с помощью вибробетоноукладчика. 5. После укладки 1-го слоя бетона втапливается по периметру панели до фаскообразователя на сопровождающий траверс элемент несъемной опалубки. 6. Затем укладывается эффективный утеплитель, согласно теплотехнического расчета, и необходимое количество гибких связей на базальтовой основе. 7. Производится укладка верхней арматурной сетки и завершает процесс укладка верхнего слоя бетона с помощью вибробетоноукладчика. 8. Устанавливаются жесткие упорные связи между изделиями, стенд закрывается термопокрывалом с последующим автоматическим терморежимом пропаривания. 9. Весь процесс работы должен быть проверен в течение рабочей смены. 10. За час до выхода 1-ой смены отключается обогрев стенда и снимается термопокрывало. 11. Снимается верхний уровень составного оконного или дверного вкладыша, устанавливается внутренняя диагональная струбцина. Снимаются крепежные элементы со стационарными магнитами и с помощью сопровождающей траверсы снимается панель. 12. Так как резкое остывание металлической палубы стенда и медленное остывание отформованных конструкций позволяет провести отслоение поверхности конструкции от поддона, съем конструкций со стенда с одновременным поднятием сопровождающей траверсы и конструкции стены позволяет легко снять конструкции. 13. Конструкция стены вместе с сопровождающей траверсой устанавливается на "азик"-вывозную тележку, где и демонтируется сопровождающая траверса. 14. После очистки и мелкого ремонта конструкция наружной стены высокой архитектурной выразительности и заводской готовности (если есть необходимость с установкой оконных и дверных блоков) упаковывается в полиэтилен и направляется на строительную площадку. Более подробное описание конструкции наружной стены изложено в описании изобретения к патенту РФ №2108431, зарегистрированному в Государственном реестре изобретений от 10 апреля 1998г. Основными отличиями описываемой панели в сравнении с зарубежными аналогами являются: 1. Цена изготовления 3-х слойной "НС" в 2-2,5 раза дешевле. 2. Тяжелый труд формовщиков-бетонщиков механизирован. 3. Снижение теплоэнергозатрат на 35-40 % на 1 м3 отформованных изделий. 4. На универсальном стенде без крупных затрат возможно выпускать: • 1, 2, 3-х слойные "НС" промышленных, гражданских, общественных зданий длиной до 9 м; • 3-х слойные крупные блоки для жилищного и промышленного строительства; • плиты - несъемные опалубки; • колонны, ригеля, ригеля нового типа; • балки ненапряженные и преднапряженные длиной до 24 м; • трамвайные плиты • фасадные плиты-оболочки высокого архитектурного исполнения; • объемные эркеры жилых домов; • пустотный настил длиной до 9.0 м; • конструкции пром. зданий (колонны, балки, панели, ребристые плиты и т.д.) 5. В сравнении с подъемными отдельно стоящими стендами у универсального единого стенда отсутствуют: • мощная гидросистема подъема стола с панелью; • вибрация стола, которая нарушает геометрию изготавливаемых конструкций и их фасадных элементов и требует жесткого исполнения и закрепления инвентарных бортов из финской фанеры и деревянных брусов; • большие затраты металла и бетона на формовку 1 м3 конструкций. Только индустриальные подходы в строительстве России сегодня могут дать решение проблемных задач по резкому увеличению количества, доступного комфортного жилья и обеспечить соблюдение строгих требований к надежности зданий, высокой архитектурной выразительности, надежной эксплуатации и достижения конечных экономических результатов.

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ЖИЛЫХ ДОМОВ

Для сравнения технической и экономической эффективности строящихся типов домов приведены показатели кирпичных, панельных, монолитных домов в сравнении с строительством домов по новой технологии в расчете на 1 кв.м. площади. (Данные приведены при сопоставимых качествах жилых домов).

Показатели

Ед. изм.

Сравниваемые объекты

каркасно-монолитный

24 кв.дом

панельный 24кв.дом

монолитный 24кв.дом

кирпичный

24кв.дом

1. Сметная стоимость в ценах 1999 года на 1м2 (среднегодовая с 1 .01 .99 по 1.09.99г.)

т.руб.

3,05

3,97

3,65

3,12

2. Основные материалы:

- цемент

т

0,28

0,34

0,37

0,24

- цемент пр. к М400

т

0,24

0,33

0,37

0,24

в том числе на сборные изделия

т

0,07

0,26

0,16

0,14

-сталь

т

0,02

0,04

0,04

0,02

- сталь пр. с 38/23

т

0,02

0,05

0,05

0,03

- в том числе на сборные изделия

т

0,02

0,05

0,03

0,03

3. Бетон и железобетон

мЗ

0,7

1,06

1,3

0,34

в том числе монолитный тяжелый

мЗ

0,54

0,09

0,1

0,01

легкий

мЗ

-

0,01

0,73

0,07

сборный тяжелый

мЗ  

0,03

0,61

0,37

0,48

легкий

-

0,56

0,1

0,08

4. Лесоматериалы

0,16

0,12

0,11

0,07

5. Кирпич

0,32

0,01

0,01

0,38

6. Объем строительный

12427,1

6219,4

5980,7

5547

7. Общая площадь

2538,4

1455,2

1461,2

1374,04

8. Жилая площадь

1226,80

824,8

836,7

856,2

9. Летние помещения

218,3

67,2

18,2

118,5

СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ КАРКАСНЫХ ЗДАНИЙ

В настоящее время в практике российского домостроения наиболее отработаны 6 видов конструктивных схем каркасных зданий: • Связевый каркас межвидового применения 1.020-1/87. • Каркас с безбалочными безкапительными перекрытиями - «КУБ-2.5». • Сборно-монолитный каркас межвидового применения с примене- нием плиты-несъемной опалубки ?=6 см (патент № 2107784). • Сборно-монолитный каркас межвидового применения с примене- нием пустотной плиты. • Монолитный безригельный каркас с шагом колонн 6 метров. • Универсальная архитектурно-строительная система серии Б-1.020.7 (Белорусская). Связевый каркас межвидового применения 1.020-1/87 Высокий уровень индустриального изготовления конструктивных элементов каркаса позволяет достичь высокой скорости его монтажа. Однако фиксированная сетка колонн ограничивает планировочные решения на стадии проектирования. Из-за шарнирного соединения колонн с ригелями конструктивная схема не обладает достаточной пространственной гибкостью. В процессе монтажа каркаса присутствуют сварочные работы, в том числе «ванная» сварка арматуры больших диаметров, что требует дополнительных высококвалифицированных специалистов и усиленного контроля на строительной площадке. Каркас с безбалочными безкапительными перекрытиями — «КУБ-2.5» Конструктивная схема основана на поточно-агрегатной технологии изготовления тяжелых крупногабаритных железобетонных конструкций в условиях завода. Каркас тоже предполагает фиксированную сетку колонн. Кроме того, небольшая высота несущих элементов приводит к перерасходу арматурного металла, снижению жесткости здания, увеличению доли сварочных работ. При монтаже каркаса необходимы высококвалифицированные специалисты. Сборно-монолитный каркас межвидового применения с применением плиты-несъемной опалубки =6 см Полное заводское изготовление всех несущих конструкций каркаса: колонн, плит и ригелей обеспечивает их высокое качество и надежность каркаса здания. Использование предварительно напряженных элементов каркаса позволяет увеличить пролеты и значительно уменьшить расход металла. Шаг колонн может быть любой, - до 12-ти метров, что, в совокупности с практически не ограниченной высотой этажей, позволяет значительно разнообразить архитектурно-планировочные решения. Безсварные монтажные узлы соединения основных элементов: колонна-ригель-плита, а также «штепсельные стыки» колонн повышают жесткость каркаса, позволяя достичь сейсмостойкости здания до 10 баллов. Простота монтажа при полном отсутствии сварочных работ позволяет достигать высокой скорости и качества строительства даже при недостаточно квалифицированных рабочих кадрах. Сборно-монолитный каркас межвидового применения с применением пустотной плиты Конструктивная схема, которая при ограничении шага колонн до 9 метров, полностью сохраняет достоинства сборно-монолитного каркаса с применением плиты-несъемной опалубки, в тоже время позволяя значительно снизить долю монолитного бетона в процессе монтажа при незначительном увеличении расхода сборного железобетона. Монолитный безригельный каркас с шагом колонн 6 метров Исполнение полностью монолитного каркаса в условиях строительной площадки требует повышенной ответственности работников и усиленного контроля в процессе строительства, большой штат высококвалифицированных рабочих и специалистов по ведению монтажных работ. В большом объеме присут ствуют сварочные работы. Фиксированная сетка колонн и плоское перекрытие ограничивают планировочные решения здания. Универсальная архитектурно-строительная система серии Б-1.020.7 (Белорусская) При высоком уровне индустриализации производства сборных элементов достигается большая скорость монтажа каркаса. Вместе с тем ограничиваются планировочные решения здания из-за фиксированной сетки колонн. Каркас не обладает достаточной пространственной жесткостью. Наличие «ванной» сварки стержней колонн этажей усложняет строительный процесс. Широкие монолитные участки по осям колонн требуют установки тяжелых монтажных подмостей при монтаже сборно-монолитного перекрытия, что затрудняет ведение последующих работ по устройству наружных и внутренних стен. Исходя из вышесказанного следует можно отметить значительные преимущества зданий с применением сборно-монолитного каркаса по патенту на изобретение № 2107784 в сравнении с другими конструктивными схемами. Экономические параметры приведены в сравнительной таблице рассмотренных конструктивных схем по расходам металла, монолитного бетона и сборного железобетона.

Перечень преимуществ сборно-монолитного каркасного здания по отношению к кирпичному

Если сравнить два здания, одно из которых выстроено по традиционной технологии кирпичной кладки, а другое - с использованием сборно-монолитного каркаса, (при прочих равных условиях: этажность, контур и площадь в плане и т.п.), то очевидными станут следующие преимущества технологии сборно-монолитного каркасного домостроения. 1. С использованием сборно-монолитного каркаса увеличивается общая полезная площадь дома за счет уменьшения толщины стены на 12,8÷16,3%. 2. Благодаря каркасной технологии расширяются возможности использования подвальных и цокольных площадей. Например для размещения подземной автостоянки под зданием с незначительными дополнительными затратами, так как не требуется устройство мощных колонн и рандбалок под несущие поперечные кирпичные стены. 3. При использовании сборно-монолитного каркаса исключаются потери площади на температурно-деформационных швах здания. 4. Относительная стоимость строительства несущих конструкций каркасного здания снижается до 39% с учетом возврата затрат от увеличения площади. 5. Сборно-монолитный каркас предоставляет возможность использования в ограждающих конструкциях не конструкционных материалов с низкими показателями прочности, но высокими теплоизоляционными характеристиками. 6. Для каркасного здания происходит уменьшение веса несущих конструкций до 40%. 7. В связи с общим облегчением каркасного дома снижается нагрузка на фундаментное основание, что также уменьшает стоимость строительства. 8. Сборно-монолитный каркас открывает уникальную возможность свободной перепланировки помещений в любой период: проектирования, строительства и эксплуатации каркасного здания

ПРИЛОЖЕНИЯ

Статистический и динамический расчет каркаса здания (пример)

Расчет пространственной системы сборно-монолитный каркас выполняется программой по расчету «Программный комплекс для расчета пространственных конструкций на прочность, устойчивость и колебания» ProFet 7.20 Stark ES 3.00 (фирмы «Еврософт» г.Москва) или аналогичной по расчетным возможностям. По результатам расчета подбираются сборные железобетонные изделия по имеющейся номенклатуре или разрабатываются рабочие чертежи недостающих изделий по имеющимся параметрам. Порядок расчета каркаса здания приведем на примере жилого дома переменной этажности, построенного в 2004 году по улице Юбилейной в г.Подольск Московской области. 1. Пояснение к расчету Статический и динамический расчет каркаса здания и его конструктивных элементов был выполнен методом конечных элементов на программном комплексе STARK_ES 2.20 (сертификат соответствия РОСС RU.СП.11.Н00090), предназначенного для расчета пространственных конструкций на прочность, устойчивость и колебания по 1-ой, и 2-ой группам предельных состояний. Расчетная модель была собрана путем интерактивного ввода параметров несущих конструкций. Пространственная система - оболочка (сборно-монолитная плита перекрытия) с подбалками (ригели) на 3D-стержнях (колоннах) с диафрагмами жесткости. В расчетной модели отражены геометрические характеристики и материалы элементов каркаса (ригели, колонны, диафрагмы жесткости, плита перекрытия), условия сопряжения отдельных элементов друг с другом, нагрузки и т.д. 3. Сбор нагрузок Расчетные нагрузки на перекрытие от конструкций пола, покрытия, внутренних и наружных стен приняты: от пола жилой комнаты, кухни, прихожей и внутриквартирного коридора первого этажа 236,2 кг/м2 от пола санузла первого этажа 204,7 кг/м2 от пола тамбуров первого этажа 265,2 кг/м2 от пола жилой комнаты, кухни, прихожей и внутриквартирного коридора типового этажа 121,8 кг/м2 от пола санузла типового этажа 48,7 кг/м2 от пола тамбуров типового этажа 1092 кг/м2 от пола лоджий 70,2 кг/м2 от пола чердака 172,08 кг/м2 от покрытия 318,74 кг/м2 от внешней стены 1513,2 кг/м2 от стены лестничной клетки, межквартирной 1672,7 кг/м2 от межкомнатной стены 538,5 кг/м2 от ограждения лоджий 340,6 кг/м2 Временная расчетная нагрузка принималась согласно СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия»: для лоджий 360 кг/м2 для жилых помещений 195 кг/м2 для лестничных площадок и коридоров 360 кг/м2 для чердака 100 кг/м2 Ветровые нагрузки принимались согласно СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия»: нормативное значение ветрового давления 0,23 кПа коэффициент надежности по нагрузке 1,4 аэродинамический коэффициент активной составляющей ветрового давления 0,8 аэродинамический коэффициент пассивной составляющей ветрового давления 0,6 Снеговые нагрузки принимались согласно СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия»: нормативное значение ветрового давления 0,1 кПа коэффициент надежности по нагрузке 1,4 расчетное значение веса снегового покрова 140 кг/м2 4. Результаты расчета На основании анализа расчета всего каркаса и его конструктивных элементов были приняты следующие решения: 1. Фундаменты - монолитная плита под все здание толщиной 1,2 м из бетона класса В15 ГОСТ 26633-91 по бетонной подготовке из бетона класса В35 толщиной 100 мм. Армирование плиты - отдельные стержни диам. 16-25 мм А-III ГОСТ 5781-82 (по расчету). Поперечное армирование - плоские каркасы с рабочей арматурой диам. 10мм А-III ГОСТ 5781-82. 2. Колонны каркаса составные квадратного сечения из бетона класса В30 ГОСТ 26633-91. Для, 14-16 этажных секций предусмотрено деление колонн на 5 ярусов: нижний ярус сечением 400х400, два средних сечением 300х300, два верхних сечением 250х250 мм. Для 12 этажных секций предусмотрено деление колонн на 4 яруса: два нижних сечением 300х300, два верхних сечением 250х250 мм. Армирование колонн продольными стержнями диам. 12-36 мм А-III ГОСТ 5781-82 согласно конструктивного расчета и плоскими каркасами из стержней диам. 8-10 мм А-III ГОСТ 5781-82. 3. Ригели сечением 250х200 мм (сборная часть) из бетона класса В30 ГОСТ 26633-91. Рабочая арматура - напрягаемые канаты диам. 12 мм К-7 ГОСт 13840-68. Подбор армирования ригелей произведен по теоретической площади арматуры класса A-III полученной расчетом, затем переведенной в площадь канатов К-7 с коэффициентом 3,4, полученным отношением расчетных сопротивлений растяжению стержневой и проволочной арматуры для предельных состояний первой группы с учетом коэффициента надежности по арматуре (согласно СНиП 2.03.01-84, с изм.). Узловое (верхнее и нижнее) и верхнее пролетное армирование ригелей принято из отдельных стержней диам. 12-28 мм А-III ГОСТ 5781-82 количеством 2-3 шт. (по расчету). Назначение пролетного (нижнего и верхнего), опорного (нижнего и верхнего) армирования ригелей производилось с учетом унификации по пролетам. 4. Надопорное армирование ригелей принято из сварных сеток с рабочей арматурой диам. 8 мм А-III ГОСТ 5781-82 шаг 100 мм. 5. Диафрагмы жесткости толщиной 160 мм из бетона класса В30 ГОСТ 26633-91 с армированием диам. 8-28 мм А-III ГОСТ 5781-82 (по расчету).

Сравнительный расчет стоимости несущих конструкций

типового этажа 3-х этажного каркасного сборно-монолитного и кирпичного вариантов торгового центра в г. Пенза.

Исходные данные:   1) каркасное сборно-монолитное здание торгового центра:

-         

-                     400

2) металлическое каркасное здание торгового центра.

Таблица расчетная в ценах IV кв. 2001г.

№

п.

Наименование конструкций

Ед. изм.

Сборно-монолитный каркас

металлический каркас

Экон. пок.

колич

цена, руб.

стоим.

руб.

колич

цена, руб.

стоим.

руб.

абс.

%

I Монтажные работы

1.                  

монтаж сборно-монолитного ж/б каркаса

100м2

160

68903

11024480

¾

¾

¾

2.                  

монтаж металлического каркаса

м3

160

143370

22939200

Итого монтажные работы

11024480

22939200

II Материалы

3.                  

колонна 400

м3

188,8

6000

1132800

4.                  

ригель

сеч. 400

м3

927,36

6000

5564160

¾

¾

¾

5.                  

ригели

тн

735,32

17038

12528382

6.                  

балки

тн

221,84

17038

3779710

7.                  

ИТОГО

6696960

16308092

8.                  

ИТОГО СМР

(разделы I+II)

17721440

39246292

2152482

9.                  

Нормативный срок строительства

мес

Соединение колонна-ригель-плита перекрытия (несъемная плита-опалубка) Вариант 1 сборно-монолитный каркас Вариант 2 сборно-монолитный каркас Вариант 3 сборно-монолитный каркас Вариант 4 сборно-монолитный каркас

Использованная литература

  1. Информационно-справочные материалы по ценообразованию в строительстве г. Самара ноябрь 2001г.
  2. Шерешевский И.А. Конструирование гражданских зданий. «Архитектура-С», 176с.

3.     

4.      www.rekon-izhora.ru

5.      Шембаков В.А. СБОРНО-МОНОЛИТНОЕ КАРКАСНОЕ ДОМОСТРОЕНИЕ. Издание 2-е. История индустриального домостроения. Технология сборно-монолитного каркаса. Оборудование для каркасного домостроения. Руководство для принятия решения