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

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.

Страницы: 1, 2