Основные направлениями современного проектирования индустриального строительства многоэтажных жилых домов Унификация объемно-планировочных и конструктивных решений проектов зданий путем отбора наиболее экономичных, универсальных и технологичных проектных решений; Механизация, автоматизация и конвейеризация процессов изготовления унифицированных конструктивных элементов, материалов и изделий в заводских условиях. Использование в строительстве методов крупного и непрерывного машинного производства ; Широкое применения крупноразмерных сборных элементов и деталей, характеризующихся высокой степенью заводской готовности ; Типизация на уровне деталей, конструкций, систем, частей зданий и самих объектов; Применение поточных методов строительства с детальным планированием и качественным контролем исполнения ;
Унификация Унификация является важным звеном индустриализации строительства. Унификация позволяет применять различные конструктивные решения без изменения основных размеров типового здания или применять одни и те же заводские конструкции в зданиях различного назначения своей группы (например, общественные здания). Унификация – приведение многообразия типовых деталей к ограниченному числу, отраженных в каталогах сборных железобетонных конструкций. Унифицировались и габариты конструкций и объемно-планировочные решения зданий (вид в плане и объеме, шаг, пролет, высота здания) и расчетные нагрузки. Например, унификация наружных ограждений связана с их теплоизолирующими свойствами (стеновые панели ограничены размерами по толщине 300, 350 и 400 мм). Основой для унификации является единая модульная система (ЕМС ). ЕМС – представляет собой совокупность правил координации объемно-планировочных и конструктивных элементов зданий и строительных изделий на базе модуля, обозначаемого буквой M.
За основной модуль (М) принимают величину 100 мм. Все размеры объемно-планировочных, конструктивных элементов здания и сборных конструкций должны быть кратны 100 мм. При назначении больших размеров (ширины, длины) элементов используют укрупненные модули 6000,3000 и т. д., обозначаемые соответственно 60М, ЗОМ и т. Д. При небольших размерах элементов (толщины i т. п.) применяют соответственно дробные модули, например 50 (I/2M), 20 (1/5М) и т. д. Укрупненные и дробные модули устанавливают для повышения степени унификации. У каждого элемента есть 3 размера : Номинальный – указан в чертеже Конструктивный отличающийся от номинального на величину нормированного зазора или шва (5, 10, 20 мм и т.д.). Натурный р азмер - фактический размер детали, конструктивного элемента, оборудования, отличающийся от проектного на величину, находящуюся в пределах допуска. а - номинальный и конструктивный; б - натурный или фактический; 1 - конструктивные элементы; 2 - зазор.
Направление, относящееся к начальному периоду типового проектирования, называется «закрытой» системой типизации и характеризуется тем, что заводское изготовление деталей рассчитывается только на определенный типовой проект (принцип — от проекта к детали), что полностью лишает типовые проекты гибкости, изменяемости. Современное, более прогрессивное направление — «открытая» система типизации предусматривает заводское изготовление определенного набора типовых деталей, из которых при различных их сочетаниях компонуются здания разных композиционных решений (принцип — от изделия к проекту). Этот метод создает возможности в условиях индустриального строительства, удовлетворяя требованиям строительной техники, экономики и эстетики, создавать разнообразные проекты высокого архитектур-но-художественного качества. Однако он осуществим только при наличии высоко технически оснащенных заводов по производству домостроительных деталей и элементов. Оба метода типизации осуществляются на основе унификации. Заводское изготовление конструкций и деталей становится эффективным только при условии разумного ограничения количества их типоразмеров, т.е. видов и размеров каждого из них, в соответствии с чем назначаются и основные объемно-планировочные размеры (параметры) зданий: шаг, пролет, высота этаж
Наибольшее распространение получил блок-секционный метод, предусматривающий проектирование серии разнообразных типовых блок-секций, что позволяет проектировать жилые дома сложной пространственной формы и силуэта.
Метод КОПЭ на основе компоновочно -объёмно-планировочных элементов: лестнично-лифтовых узлов; квартир; этажей. Типовые планировки квартиры в здании серии КОПЭ
Метод КОПЭ на основе компоновочно -объёмно-планировочных элементов: лестнично-лифтовых узлов; квартир; этажей. 4 квартиры вокруг ЛЛУ
Гибкая система панельного домостроения основана плановой изменяемости размеров строительных элементов в процессе производства. Цель гибкой технологии заключена в переходе к индивидуальному проектированию жилых домов. На основе такой технологии возможно производство изделий для различных наборов проектов за счет оперативной переналадки оборудования без коренной перестройки производства.
5 критериев-требований к сериям жилых домов 1. Варьирование этажности здания, должна быть предусмотрена возможность организации переменной этажности секций ; должна быть предусмотрена технологическая возможность возведения секций от 6 до 17 этажей. 2. Планировочные решения : обеспечить возможность организации свободной планировки внутри контура квартиры; обеспечить возможность организации нескольких вариантов типовых этажей в рамках одной секции. 3. Разнообразие фасадных решений : обеспечить фасады архитектурной выразительностью и разнообразить пластику фасадов (в том числе угловых секций ); предусмотреть места для размещения кондиционеров в плоскости фасадов, сохранив архитектурную выразительность фасадов ; разработать варианты отделки фасадов. числе). 4. Обеспечить возможность размещения секций со смещением друг относительно друга. 5. Открытые благоустроенные общественные пространства вдоль фронта застройки, включающие предприятия торговли и обслуживания с непосредственным входом с улицы на первый этаж, обеспечивающие комфортную и безопасную среду
Здание в целом и отдельные его элементы, подвергающиеся воздействию различных нагрузок, должны обладать: прочностью, которая определяется способностью здания и его элементов не разрушаться от действия нагрузок; устойчивостью, обусловленной способностью здания сопротивляться опрокидыванию при действии горизонтальных нагрузок; пространственной жесткостью, характеризующейся способностью здания и его элементов сохранять первоначальную форму при действии приложенных сил. Требования по безопасности и прочности зданий
Устойчивость – сопротивление опрокидыванию, способность здания противостоять усилиям, стремящимся вывести его из исходного состояния статического или динамического равновесия
В каркасных зданиях пространственная жесткость обеспечивается : совместной работой колонн, ригелей, перек - рытий и связей, образующих геометрически неизменяемую систему ; устройством между стойками каркаса специальных стенок жесткости ; стенами лестничных клеток, лифтовых шахт ; укладкой в перекрытии настилов-распорок ; надежными соединениями узлов. Устойчивость и пространственная жесткость здания зависят от взаимного сочетания и расположения конструктивных элементов, прочности узлов соединений и т.д. В зданиях с несущими стенами пространственная жесткость обеспечивается: внутренними поперечными стенами, в том числе и стенами лестничных клеток, соединяющимися с продольными наружными стенами; междуэтажными перекрытиями, связывающими стены и расчленяющими их по высоте на ярусы.
Устойчивость и пространственная жесткость здания зависят от взаимного сочетания и расположения конструктивных элементов, прочности узлов соединений. В зданиях с несущими стенами пространственная жесткость обеспечивается: внутренними поперечными стенами, в том числе и стенами лестничных клеток, соединяющимися с продольными наружными стенами; междуэтажными перекрытиями, связывающими стены и расчленяющими их по высоте на ярусы.
Шарнирное соединение – это….. Связи обеспечивают жёсткость и устойчивость зданий во всех направлениях
Рамные связи Рамно-связевая система Связевая система Связи в каркасных зданиях
Квартиры в 2-х уровнях Лестнично-лифтовые узлы и кухни внутри секции Для повышения энерго - эффективности планировочных решений желательно увеличивать ширину корпусов до 20-25 м
Связевые системы. В связевых системах горизонтальная жесткость обеспечивается за счет работы диагональных элементов и колонн при шарнирном примыкании ригелей. Связевая система работает на горизонтальные нагрузки как консоль, защемленная в фундаменте, нагрузки на которую передаются посредством жестких дисков перекрытий. а - с диафрагмами жесткости; б - с внутренним решетчатым стволом; в - с внутренним железобетонным стволом; г - с внешним стволом; 1 - диафрагмы; 2 - колонны; 3 - ригели; 4 - внутренний железобетонный ствол; 5 - внешний ствол \ 6 - наружные диафрагмы
Расчетная схема здания сложной конструктивной формы: 1 - жесткая сплошная диафрагма; 2 - диафрагма с вырезами; 3 - связи, моделирующие простенки; 4 - связи, моделирующие перекрытия и покрытия; 5 - каркасная часть здания
Квартиры в 2-х уровнях Лестнично-лифтовые узлы и кухни внутри секции Для повышения энерго - эффективности планировочных решений желательно увеличивать ширину корпусов до 20-25 м
4-х квартирная секция 14,1 м х 25,6 Периметр 79.4 Площадь секции 360 кв. м Ке =0,22 6-х квартирная секция 20 х 25,6 Периметр 91,2 Площадь секции 510 кв. м Ке =0,17 Эффективность планировочного решения по энергоэффективности (0,22- 0,17) : 0,22 =0,22 или 22%
Рекомендации по выбору конструктивных схем зданий При выборе конструктивной схемы здания необходимо учитывать: архитектурно-планировочные требования; наличия индустриальной базы промышленности строительных материалов и изделий; наличие местных материалов; природные условия района строительства (сейсмические районы, районы вечной мерзлоты, просадочные грунты, подрыватываемые территории и т.п.); этажность (высоту) здания. При проектировании кирпичных зданий или зданий из местных материалов высотой до девяти этажей возможны конструктивные схемы с тремя продольными несущими стенами или с несущими поперечными стенами, расположенными с большим шагом (6м и более), которые принимаются на основании технико-экономических сравнений указанных вариантов. Пространственная жесткость обеспечивается совместной работой поперечных и продольных стен. Перекрытия выполняются из железобетонных настилов или плит. При наличии соответствующей индустриальной базы жилые дома следует проектировать крупнопанельными, а общественные здания – каркасными сборными железобетонными с навесными панелями.
Наиболее рациональными конструктивными схемами панельных домов являются: при этажности 9-16 этажей с поперечными несущими стенами из панелей с узким шагом (до 3,6 и 4,2м) или с широким шагом ( 6-7,2 м и более ) пространственная жесткость обеспечивается системой поперечных и продольных внутренних стен в сочетании с перекрытиями из сплошных железобетонных плит, раздельных плит размером на конструктивный модуль; при этажности 16-25 этажей – крупнопанельные с поперечных несущих стен (до 4,5-6 м ) или при расположении в первых этажах помещений общественного – каркасно-панельные сборные железобетонные ; пространственная жесткость обеспечивается связевыми железобетонными диафрагмами и перекрытиями ; при этажности 25 и более этажей – каркасные решения, пространственная жесткость обеспечивается каркасом, диафрагмами жесткости и железобетонными перекрытиями. Для многоэтажных каркасных зданий целесообразна связевая система в виде пространственного ядра жесткости, что освобождает план здания от часто расположенных вертикальных диафрагм жесткости. В пределах ядра жесткости следует сосредоточивать лестничные клетки, лифтовые шахты и холлы, вертикальные коммуникации инженерного оборудования.
При необходимости устройства в панельных домах встроенных помещений на первом этаже целесообразно, как правило, первый этаж использовать для подсобных помещений, не меняя конструктивного решения дома, а торговые помещения делать пристроенными к основному объему здания. Наружные ограждающие конструкции рекомендуется проектировать несущими в панельных домах до 9 этажей и навесными для зданий большей этажности. Для технико-экономической целесообразности рекомендуется возводить многоэтажные жилые и общественные здания с несущими конструкциями из монолитного железобетона с применением инвентарной скользящей или переставной опалубки.
