строительство. строительство рехферат без пробела. 1. Технологическое проектирование строительных процессов
 Скачать 65.56 Kb.
|
|
5. Конструктивные решения здания. Строительная система – комплексная характеристика конструктивного решения зданий по материалу и технологии возведения основных несущих конструкций. По материалу конструкций: - естественный камень; - кирпич - бетон; - дерево и пластмассы; - металл. Конструктивные системы зданий с несущими стенами из кирпича и мелких блоков из керамического, легкого бетона или природного камня бывают традиционными и сборными. Традиционная система основана на возведении стен в технике ручной кладки, полносборная система основана на механизированном монтаже стен из крупных блоков или панелей заводского изготовления из кирпича, камня или керамических блоков. При этом крупноблочная система практически везде уступает место панельной. Традиционная система имеет значительные архитектурные преимущества. Благодаря небольшим размерам основного конструктивного элемента стены (кирпич, камень) эта система позволяет проектировать здания любой формы с разной высотой этажей и проемами разного размера и формы. Использование традиционной системы особенно полезно для зданий, которые доминируют в застройке. Строительные конструкции с самодельными стенами работают надежно: они огнеупорны, долговечны и жаростойки. Помимо архитектурно-эксплуатационных достоинств, ручная кладка стен лежит в основе основных технико-экономических недостатков каменных зданий: трудоемкости возведения и нестабильности прочностных характеристик кладки, на которые оказывают влияние строительный сезон. и мастерство каменщика. Использование качественного камня или кирпича, замена ручной кладки монтажом сборных кирпичных (каменных) панелей способствуют повышению эффективности и индустриализации стеновых строительных конструкций из камня. Несущие стеновые панели имеют высоту этажа и одну или две конструктивно-планировочные ступени (одно- или двухмодульные панели). Сочетание отдельных камней, мелких блоков природного камня, керамических блоков или кирпича в одной панели достигается предварительной укладкой на цементный раствор в стальную опалубку с вибрацией (виброкирпичные и виброкаменные панели) или без вибрации, но со специальными синтетическими добавками к раствору, повышающими предел прочности каменной кладки (кирпич и каменные панели). Быстровозводимые здания с несущими конструкциями из бетонных и железобетонных элементов возводят на основе крупноблочных, панельных, каркасно-панельных и объемно-блочных систем строительства. Крупноблочная система застройки используется для строительства жилых домов до 22 этажей. Масса сборных элементов 3-5 тонн. Монтаж крупных блоков осуществляется по основному принципу возведения каменных стен — горизонтальными рядами, на раствор, со взаимной перевязкой швов. Преимуществами крупноблочной строительной системы являются: простота техники сборки, за счет самодостаточности блоков при монтаже, возможность широкого применения системы в базовых условиях различного сырья, гибкость номенклатура блоков, позволяющая при ограниченном количестве типоразмеров изделий строить разные типы жилых домов и массовые общественные здания; ограниченные по сравнению со строительством жилья из объемных панелей и блоков капитальные вложения в производственную базу из-за простоты и малой металлоемкости формовочного оборудования; ограниченная масса быстровозводимых изделий, позволяющая использовать обычное монтажное оборудование и применять крупноблочные конструкции в городском и сельском строительстве. Создание крупноблочной строительной системы — первый шаг к массовой индустриализации строительных конструкций с бетонными стенами. Крупноблочная система по сравнению с традиционной каменной системой позволила сократить трудозатраты на 10% и время строительства на 15-20%. С внедрением более промышленной панельной системы использование крупноблочной системы постепенно сокращается. Система панельного строительства применяется при проектировании зданий высотой до 30 этажей в нормальных грунтовых условиях и до 14 этажей в сейсмоопасных зонах. Стены этих зданий возводятся из одноэтажных железобетонных панелей весом до 10 тонн и в 1-3 конструктивно-планировочных этапа. Панельные конструкции не жаропрочны: при строительстве их устойчивость обеспечивается крепежными приспособлениями, а в эксплуатации — специальными конструкциями стыков и соединений. Несущие стеновые панели монтируются на цементный раствор, без взаимной перевязки швов. Внедрение панельной системы в жилищном строительстве началось в конце 2010-х годов одновременно в России и Франции. По сравнению с традиционной системой каменных стен, это может снизить стоимость строительства на 6-7%, вес конструкции на 30-40% и стоимость рабочей силы на 40%. Техническим преимуществом панельных конструкций является их значительно более высокая прочность и жесткость по сравнению с традиционными конструкциями. Это определило широкое применение панельных конструкций для высотных зданий в сложных грунтовых условиях (на просадочных и вечномерзлых грунтах, над горными выработками). Конструкции в сейсмических панелях. Панельные конструкции применяются в основном для строительства жилых домов различного типа, гостиниц, пансионатов, общежитий домов отдыха и санаториев, а также для ряда массовых общественных зданий (детские сады, школы и др.). Каркасно-панельная строительная система со сборным железобетонным несущим каркасом и наружными стенами из бетонных или небетонных панелей применяется при возведении зданий до 30 этажей. Представлен вместе с панелью в конце 1940-х гг., используется при строительстве общественных зданий. В жилищном строительстве система применяется ограниченно, так как по технико-экономическим показателям уступает панельной. Объемные блочные здания возводят из крупных железобетонных объемно-пространственных элементов массой до 25 т, содержащих жилое помещение или другой фрагмент здания. Объемные блоки, как правило, устанавливаются друг на друга без перевязки швов. В связи со сложностью технологического оборудования капитальные вложения в создание комбинатов блочного домостроения выше, чем в комбинаты панельного домостроения. Монолитные и сборно-монолитные строительные системы применяются в основном для возведения высотных зданий. В систему монолитного домостроения входят здания, в которых все несущие конструкции монолитно-бетонные, вплоть до монолитно-сборных зданий - в которых несущие конструкции частично сборные, частично монолитные. Монолитные здания, как правило, проектируются бескаркасными, монолитно-сборные - каркасными или бескаркасными. Качественно новый этап строительства монолитного домостроения начался в середине 1960-х годов и был связан с индустриализацией методов строительства: созданием новых опалубочных конструкций и способов транспортировки бетонной смеси. На архитектурно-планировочное и конструктивное решение монолитных и сборно-монолитных зданий существенное влияние оказывает применяемый способ бетонирования несущих конструкций. В строительстве отечественного монолитного домостроения наибольшее распространение при возведении бескаркасных зданий получили способы бетонирования в скользящей, объемной и крупнощитовой опалубке, при возведении каркасных зданий - способы подъема перекрытий (МПП). и подъемные полы (ПДП). Способ скользящей опалубки предусматривает сплошное бетонирование несущих стен в системе щитов опалубки, которые вертикально перемещаются синхронно и устанавливаются по контуру всех несущих стен здания или захватного участка. Метод плавающей опалубки основан на циклическом (этажном) бетонировании стен и перекрытий с последующим укладыванием подвижных элементов Г-образной или П-образной (объемной) опалубки, сочетающей вертикальные и горизонтальные щиты опалубки на уровне верхней этаж. Способ крупногабаритной опалубки (крупногабаритного щита) заключается в циклическом (поэтажном) бетонировании несущих стен в крупногабаритные (размером на конструктивно-планировочную ячейку) плоские экраны опалубки поэтажно. Способ подъема перекрытий сводится к бетонированию плит межэтажных перекрытий и перекрытий размером во всю поверхность здания в ноль в опалубке с инвентарной стороны с последующим перемещением этих плит по вертикальной опоре конструкции (колонны и объемные железобетонные валы - жесткость валов) и привязки к этим конструкциям на проектных отметках этажей. Разница между подъемом грунта и способами подъема грунта сводится к месту установки конструкций вертикального ограждения. При МПП их устанавливают после крепления перекрытий к проектным отметкам. При МЛЭ охватывающие конструкции каждого этажа (чаще сборные) монтируются на нулевой отметке и перемещаются на проектную отметку с плитой перекрытия. Наиболее распространенной из сборных монолитов является система с вертикальными монолитными ребрами жесткости, возводимыми в скользящей опалубке, в сочетании со сборными конструкциями в панелях или каркасно-панельных конструкциях. Данная комбинированная строительная система позволяет увеличить прочность несущих конструкций и, соответственно, этажность зданий по сравнению с этажностью быстровозводимого здания из тех же конструктивных элементов. Монолитные и сборно-монолитные здания по жесткости одинаковы, а иногда даже превосходят панельные. Поэтому их применение особенно целесообразно в сложных грунтовых условиях и в сейсмических условиях. Монолитные и сборно-монолитные конструкции применяют для зданий высотой до 25 этажей при нормальных условиях строительства и до 20 этажей при строительстве в районах с расчетной сейсмичностью 7-8 баллов. Строительные системы с деревянными и пластмассовыми несущими конструкциями применяются для строительства жилых и общественных зданий высотой 1-2 этажа. Несущая способность деревянных конструкций, как показывают расчеты, испытания и опыт отечественного строительства культовых башен и многоярусных укреплений, позволяет возводить здания большей высоты. Однако современное строительное законодательство не позволяет использовать вертикальные деревянные несущие конструкции для зданий средней и высотной этажности, так как они не отвечают требованиям по прочности и огнестойкости. С разработкой и массовым внедрением технологичных и недорогих средств повышения био- и огнестойкость древесины увеличится максимальная этажность зданий с деревянной несущей конструкцией. В настоящее время в зданиях более двух этажей допускается только выборочное использование деревянных элементов. Например, для внутриквартирных перекрытий и лестниц в многоквартирных домах, помещения которых расположены в двух уровнях, или для каркаса ненесущих панелей наружных стен с обшивкой из листового металла. Существует несколько строительных систем для зданий с несущими стенами или деревянным каркасом. Традиционный – с рубленными несущими стенами, состоящими из горизонтальных рядов («венцов») бревен, уложенных по периметру стен. Несколько промышленных систем: мощение - с несущими стенами из брусьев квадратного или прямоугольного сечения, каркасное - с заполнением пространства между стойками утеплителем и обшивкой по зданию (каркас-обшивка) или сборными панелями (каркас-панель), бескаркасные - панельные и панельные. Традиционная система имеет ограниченное применение. Он используется только в районах, богатых лесами. Мощение, каркасно-обшивочная, каркасно-панельная, щитово-щитовая и панельная системы представляют собой последовательные этапы индустриализации массивного деревянного домостроения. На современном этапе развития строительной техники они уступили место хозяйственным и промышленным конструкциям из клееных фанерных панелей. Полочные панели длиной от 2,4 до 6 м имеют деревянный каркас, водостойкую фанерную обшивку (снаружи), ДСП (внутри) и эффективный утеплитель. Стоимость пиломатериалов для строительства панельных домов в 2,6 раза ниже, чем у блочного дома. Срок строительства одноэтажного панельного дома всего 2,5-2 смены. Эксплуатационные качества наружных ограждений из панельных конструкций значительно выше, чем у каркасно-обшивочных или панельных, за счет малой длины стыков сборных элементов и практической герметичности обшивок. Применение деревянно-панельного домостроения в малоэтажной сельской застройке технически быстро и экономично по сравнению с системами промышленного строительства с использованием капитальных конструкций из негорючих материалов. В зависимости от типа нагрузок наружные стены делятся на: несущие стены - воспринимающие нагрузки от собственного веса стен по всей высоте здания и ветра, а также от других конструктивных элементов здания (перекрытий, кровли, оборудования, и т.д.); самонесущие стены - воспринимающие нагрузки от собственного веса стен по всей высоте здания и ветра; ненесущие (в том числе навесные) стены - воспринимающие нагрузки только от собственного веса и ветра в пределах одного этажа и передающие их на внутренние стены и перекрытия здания (типичный пример - стены-заполнители при каркасном домостроении). Требования к различным типам стен существенно отличаются. В первых двух случаях очень важны прочностные характеристики, т.к. от них во многом зависит устойчивость всего здания. Поэтому материалы, используемые для их возведения, подлежат особому контролю. Конструктивная система представляет собой взаимосвязанную совокупность вертикальных (стены) и горизонтальных (перекрытия) несущих конструкций здания, которые совместно обеспечивают его прочность, жесткость и устойчивость. На сегодняшний день наиболее широко применяемыми конструкционными системами являются каркасно-стеновые (бескаркасные) системы. Следует отметить, что в современных условиях функциональные особенности здания и экономические предпосылки часто приводят к необходимости совмещения обеих конструктивных систем. Поэтому сегодня все большее значение приобретает устройство комбинированных систем. Для бескаркасной конструктивной системы применяют следующие стеновые материалы: деревянный брус и бревна, керамический и силикатный кирпич, различные блоки (бетонные, керамические, силикатные) и железобетонные несущие панели (панельное строительство). До недавнего времени бескаркасная система была основной при массовом строительстве домов разной этажности. Но в условиях современного рынка, когда снижение материалоемкости стеновых конструкций при обеспечении необходимых показателей теплозащиты является одним из наиболее актуальных вопросов в строительстве, каркасная система возведения зданий становится обобщающей. Каркасные конструкции обладают высокой несущей способностью, малым весом, что позволяет возводить здания различного назначения и на разной высоте с использованием в качестве замыкающих конструкций широкого спектра материалов: более легких, менее прочных, но в то же время обеспечивающих основные требования для защиты, шумо- и звукоизоляции, огнестойкости. Это могут быть цельные материалы или панели (металлические – типа «сэндвич», либо навесные железобетонные). Наружные стены каркасных зданий не являются несущими. Поэтому прочностные характеристики заполнения стен не столь велики, как в бескаркасных постройках. Наружные стены многоэтажных каркасных зданий крепятся к несущим элементам каркаса посредством заглубленных деталей или опираются на ребра дисков перекрытий. Крепление также может осуществляться с помощью специальных кронштейнов, прикрепленных к раме. С точки зрения архитектурной планировки и назначения здания наиболее перспективным вариантом является свободностоящий каркас — перекрытия на несущих колоннах. Здания такого типа позволяют отказаться от стандартной планировки квартир, тогда как в зданиях с поперечными или продольными несущими стенами это практически невозможно. Каркасные дома отлично зарекомендовали себя в сейсмоопасных зонах. Для возведения каркаса используют металл, дерево, железобетон, причем железобетонный каркас может быть, как монолитным, так и сборным. На сегодняшний день наиболее часто используется жесткий монолитный каркас с заполнением эффективными стеновыми материалами. Все чаще используются легкие каркасные металлоконструкции. Возведение здания осуществляется из отдельных конструктивных элементов на строительной площадке; или из модулей, установка которых осуществляется на месте. Эта технология имеет несколько основных преимуществ. Во-первых, это быстрота возведения работы (короткий срок строительства). Во-вторых, способность образовывать большие пометы. И, наконец, простота конструкции, что снижает нагрузку на фундаменты. Это дает возможность, в частности, устраивать мансардные этажи без армирования фундаментов. Среди систем с металлическим каркасом особое место занимают системы термоэлементов (стальные профили с перфорированными стенками, прерывающими «тепловые мосты»). Аналогичная система представлена на российском рынке компанией RANNILA (Финляндия). Кроме железобетонных и металлических каркасов давно известны деревянные каркасные дома, в которых несущим элементом является деревянный каркас из массивной или клееной древесины. По сравнению с каркасными конструкциями из рубленого дерева они более экономичны (меньше расход древесины) и обладают минимальной чувствительностью к усадке. Немного особняком стоит еще один современный способ возведения стеновых конструкций – технология с использованием несъемной опалубки. Специфика рассматриваемых систем заключается в том, что сами элементы несъемной опалубки не являются несущими. строительные элементы. При возведении конструкции путем установки арматуры и заливки бетоном создается жесткий железобетонный каркас, отвечающий требованиям по прочности и устойчивости. Конструктивная схема представляет собой вариант конструктивной системы в зависимости от особенностей состава и размещения в пространстве основных несущих конструкций (продольных, поперечных, смешанных, каркасных). Для бескаркасных типов зданий характерны следующие схемы: с продольным расположением несущих стен (на них опираются межэтажные перекрытия); с поперечным расположением несущих стен (наружные стены, кроме торцевых, самонесущие, нагрузки от перекрытий на них не передаются); крестовые - с опиранием плит перекрытий (по контуру, то есть опорой с четырех сторон) на продольные и поперечные стены. Для каркасного типа зданий применяют следующие схемы: с продольным расположением ригелей; с поперечными балками; с перекрестным расположением поперечин; без крестовины. Выбор конструктивной схемы влияет на решение о пространственном расположении здания и определяет тип его основных конструкций. |