На правах рукописи ХАМЗИН САБИТ...
TRANSCRIPT
На правах рукописи
ХАМЗИН САБИТ КУРАШ-УЛЫ
Т Е Х Н О Л О Г И Я В О З В Е Д Е Н И Я ЗДАНИЙ
И С О О Р У Ж Е Н И Й
(УЧЕБНИК ДЛЯ СТУДЕНТОВ СПЕЦИАЛЬНОСТИ «ПРОМЫШЛЕННОЕ И ГРАЖДАНСКОЕ
СТРОИТЕЛЬСТВО»)
05.23.08 - Технология и организация промышленного и гражданского строительства
Автореферат диссертации в виде учебника на соискание ученой степени доктора технических наук
Омск-2001
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. Постоянное совершенствование организа-ционно-технологических решений в строительстве, определяемое научно-техническим прогрессом обусловливает необходимость изменения учебных программ и учебников с целью учета новых направлений. Этим же обстоятельством вызвано разделение в 1991 г. дисциплины «Технология строительного производствa» на две: «Технология строительных процессов» и «Технология возведения зданий и сооружений». Вторая дисциплина является новой, по которой не было соответствующего учебника. Кроме того, ранее подготовка инженерных кадров строительного профиля в Республике Казахстан осуществлялась только на русском языке. С получением статуса независимого государства началась подготовка инженеров-строителей на казахском и русском языках. При этом отсутствие на казахском языке не только учебной, но и научно-технической литературы, посвященной строительству как отрасли народного хозяйства,не позволяло поддерживать существующий уровень подготовки специалистов на казахском языке. Поэтому разработка и издание учебников и учебных пособий на русском и казахском языках с обеспечением преемственности и единой технологической основы рассматриваемых вопросов является актуальной залачей повышения уровня подготовки специалистов независимо от языка обучения.
Методической особенностью учебника является комплексная увязка технологических решений с основными положениями и принципами смежных и общетеоретических дисциплин.
Работа над учебником « Технология возведения зданий и сооружений» выполнялась в соответствии с решением Республиканского У МО по инженерно-строительным специальностям (протокол №1 от 25.05.92 г.) и законом Республики Казахстан «О статусе государственного языка».
В развитие этого учебника автором разработан СниП «Строительная терминология» и ряд учебных пособий, позволяющих студентам повысить усвояемость излагаемого в учебнике материала.
Цель работы - разработка, написание и издание на русском хзыке учебника «Технология возведения зданий и сооружений» с учетом региональных особенностей Республики Казахстан и его авторизованный перевод на казахский язык, обеспечивающего высокий научно-методический уровень восприятия студентами излагаемого магериата.
Для достижения поставленной цели в процессе работы решались следующие задачи:
- анатиз, переработка и издание новых учсбшЛ программ. «Технология возведения зданий и сооружение
ных процессов» с учетом региональных особенностей Республики Казахстан и прилегающих к ней районов;
- анализ и оценка на казахском языке технических терминов и понятий применительно к технологии строительного производства:
- разработка методологии написания учебника с учетом особенностей казахского языка и сохранением основных методологических принципов передачи информации учебников и учебных пособий на русском языке;
- подготовка и издание учебника «Технология строительных процессов (соавтор Абишев А.К.) на казахском и русском языках, учебного пособия «Технология строительного производства. Курсовое и дипломное проектирование» на казахском языке, дополняющих защищаемый учебник и в своей совокупности обеспечивающих лучшее восприятие изучаемых дисциплин.
Научно-методическая новизна: - впервые в РК издан учебник «Технология возведения зданий и
сооружений» на казахском и русском языках с учетом научно-технического прогресса и практических достижений в отрасли, имеющих важное региональное значение, в том числе с использованием результатов научных исследований соискателя;
- разработана научно-методологическая основа учебника применительно к дисциплине «Технология возведения зданий и сооружений», а ряд учебных пособий развивает и углубляет эти основы подготовки инженеров-строителей;
- сформулированные соискателем проблемные задачи в области технологии возведения зданий и сооружений позволяют инженерам-строителям целенаправленно совершенствовать строительные процессы;
- в результате собственных научных исследований соискателя доказана технико-экономическая эффективность строительства из монолитного железобетона и применения для этих целей легких бетонов, получаемых на основе технологии утилиза! гни отходов промышленности РК;
- впервые создана на казахском языке терминологическая и этимологическая база в области технологии возведения зданий и сооружений. Достоверность научных положении и рекомендаций, сформулированных в учебнике, обоснована теоретическими решениями и апробирована многолетним педагогическим опытом преподавания дисциплины «Технология возведения зданий и сооружений», не противоречит известным принципам строительной науки и согласуется с положениями смежных дисциплин, базируется на мировом опыте прогрессивных технологий возведения зданий и сооружений, согласуется со сложившейся практикой технологии индустриального строительства. Включенные в учебник результаты исследований строи тельных материалов получены на основе хи-
4
мических и физико-математических методов анализа с использованием метода математического планирования.
Практическая значимость. Опубликованные и используемые в учебном процессе учебники и учебные пособия отражают современные достижения науки, техники и технологии возведения здании и сооружении различных назначений с учетом региональных особенностей Республики и рыночной экономив, способствуют улучшению качества подготовки строительных кадров и нашли широкое применение при подготовке и переподготовке высококвалифицированных инженерных кадров строительного профиля в вузах Республики, СНГ, а также в строительных и проектных организациях.
Предложенные технологические основы производства вяжущих, бетонов и других строительных материалов на основе техногенных промышленных отходов Республики использованы для изготовления легких бетонов при монолитном домостроении, а также при устройстве и укреплении оснований автомобильных дорог, что позволит достичь значительного экономического эффекта и улучшит экологическое состояние окружающей среды.
Апробация работы. Основные положения работы, изложенные в учебниках, учебных пособиях, монографии и научно-методических разработках, а также результаты их внедрения докладывались и получили одобрение на следующих научно-технических конференциях, семинарах-совещаниях, заседаниях кафедр вузов:
- на Всесоюзном совещании в Московском доме научно-технической пропаганды им. Ф.Э. Дзержинского ("Легкие бетоны".!972);
Всесоюзных семинарах-совещаниях заведующих кафедрами технологии строительного производства: Киев, 1974; Москва. 1977; Свердловск. 1981;
- семинаре-совещании работников строительных зузов Казахстана: Караганда, 1984;
- научно-технических конференциях Акмолинского инженерно-строительного института, 1971-1991; КазГАСА, 1994;
- заседаниях кафедр технологии строительного производства: ХИ-СИЛ984; ЛИСП 1985; МИСИ, 1986: ВЗПТИ (Москва). 1984; Акмолинского ИС И, 1971-1991; КазГАСА, 1992-1997.
Публикации. По теме диссертации опубликовано около 60 работ, в том числе 2 учебника на казахском и русском языках. 4 учебных пособия. 1 монография.
На защиту выносится содержание и методология изложения материала в учебнике «Технология возведения зданий и сооружений» на казахском и русском языках, подготовленном в соответствии с учебной
5
программой одноименной дисциплины для студентов специальности «Промышленное и гражданское строительство» Республики Казахстан.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Состояние и концепция изучения курса «Технология строительного производства». В курсе "Технология строительного производства" до начала девяностых годов изучались в основном вопросы технологии строительных работ и возведения одно- и многоэтажных производственных зданий из сборных элементов железобетонных конструкций. Другие виды гражданских, сельскохозяйственных зданий, инженерных сооружении, включая и технологию монолитного домостроения, не рассматривались, хотя основной задачей строительного производства и его подсистем - технологии и организации - является получение готовой строительной продукции в виде зданий и сооружений любого назначения. Затем в учебный план специальности "Промышленное и гражданское строительство" было внесено изменение - изучение курса "Технология строительного производства" в виде двух учебных дисциплин: "Технология строительных процессов" и "Технология возведения зданий и сооружений".
Техническая литература в бывшем Союзе издавалась централизованно, поэтому разработка и издание новых учебников и учебных пособий на государственном языке Республики является задачей не только актуальной, но и непростой.
В то же время надо отметить, что в теорию и практику технологии и организации строительства в советское время был внесен значительный вклад, поэтому, рассматривая проблему организационно-технологического обеспечения возведения зданий и сооружений различного назначения, объемно-планировочных решений и намечая пути и методы ее решения, в основу были положены основополагающие приншншальные положения известных ученых СНГ: С.С. Атаева, А.А. Афанасьева. М.С. Будникова. Е.И. Вареника, Н.Н.Данилова. В.А. Евдокимова, О.О. Литвиннова. Н.И.Пентковского, В.В.Прыкина, В.И.Рыбальского, В.И. Швидснко, Т.М. Штоля и дрчгих. внесших значительный вклад в разработку решений и рекомендаций по повышению эффективности современного индустриального строительства.
Работы этих ученых, а также исследования, проведенные автором, позволили определить концепцию изложения материала в защищаемом учебнике, который в Республике Казахстан является первым трудом, посвященным новой дисциплине "Технология возведения зданий и сооружений" и содержащим анализ вопросов комплексной оценки материальных и трудовых затрат при возведении зданий и сооружений различного на-
б
значения, разных объемно-планировочных и конструктивных решений, условий строительства, комплексной механизации производства работ.
Классификация строительных объектов и основы проектирования технологии производства работ
В первой главе приведена строительная терминология и дана класси
фикация строительных объектов по функциональному назначению: производственные, гражданские, инженерные и гидротехнические, которые, в свою очередь, подразделяются на сосредоточенные, линейно-протяженные и территориально-разрозненные; по строительно-технологическим признакам: однородные (одинаковые и неодинаковые) и неоднородные.
В >чебнике отмечается, что однородные объекты характериз>ются применением в них одних и тех же унифицированных конструкций при их равномерном распределении, что позволяет возводить такие объекты по одинаковой, стабильной технологии. Неоднородные объекты отличаются отсутствием типовых, многократно повторяющихся секций, неравномерным распределением объемов работ, применением в разных частях здания разнохарактерных конструкций, наличием сложного и громоздкого технологического оборудования и мощных фундаментов под пего.
Технологический процесс строительства однородных обьектов разделен на следующие стадии: производство работ нулевого цикла, возведение конструкций надземной части, специальные и отделочные работы и монтаж технологического оборудования в производственных зданиях. При этом работы на каждой стадии отличаются характером выполняемых процессов, видом применяемых машин и материалов. Работы каждой стадии MoiyT быть ор!анизованы в один или несколько специализированных потоков, состоящих из частных потоков; сочетание взаимосогласованных специализированных потоков создает объектный поток. Технологический процесс возведения неоднородных объектов, наоборот, не имеет четко выраженных стадий производства работ, а разделяется на составляющие комплексные и рабочие процессы. При этом один или несколько комплексных процессов осущесталяются специализированным потоком. Из числа спецназизированных потоков, составляющих объектный, выделяется основной, который отличается наибольшей трудоемкостью и требует применения наиболее сложных и дорогих машин и мощность которого является решающей для определения продолжительности всего объектного потока.
Далее приведены основные понятия о проектировании организации и технологии производства работ, определение объемов работ и расчеты потребности в материалах и энергетических ресурсах.
7
Особое внимание в этой главе уделено вариантному проектированию технологии и организации возведения зланий и сооружений, так как вариантное проектирование предусматривает выбор из множества решений оптимального варианта технологии и организации возведения конкретного объекта, отвечающего поставленным целям. Основными технико-экономическими показателями оценки эффективности сравниваемых вариантов являются себестоимость, трудоемкость и продолжительность строительства. При этом отмечается, что для составления возможных вариантов производства работ необходимо учитывать условия возведения объекта и ею обьемно-планировочные и конструктивные решения.
Практика показывает. что при выборе организационно-технологических решений важное значение имеет комплексный учет условий возведения объекта, его объемно-планировочных и конструктивных решений и последствий, к которым приводит то или иное решение. Дело в том. что технология и организация строительных работ (процессов) оказывает большое влияние на основные технико-экономические показатели строительства в целом.
Как правило, изменение технологии и организации одной из работ (процессов) сказывается и на других работах (процессах). Поэтому, выбирая варианты организационно-технологических решений, необходимо обеспечить экономический выигрыш, достигаемый оптимизацией одной из работ (процессов), сопоставлять его с изменением показателей на других работах (процессах). Это требует проведения системного, комплексного анализа всей технологии и организации строительства. В то же время следует отметить, что комплексные показатели, оценивающие эффективность выбираемого метода производства работ с точки зрения стоимостных показателей и трудовых затрат, еше не разработаны. Поэтому более экономичный по стоимости метод может оказаться неэффективным по трудовым затратам или сложным по обеспечению требований охраны труда.
Приведены основные показатели, определяемые на основе тралици-онных методов анализа и выбора оптимального варианта технологии возведения зданий и сооружений. Вместе с тем отмечается, что выявление предпочтительного варианта технологии и организации строительного производства связано с выполнением весьма кропотливых и трудоемких расчетов, что вызвано необходимостью учета большого числа взаимозависимых факторов влияния.
Оптимальное решение предполагает сравнение всех возможных вариантов по определенному критерию. Эта задача яатяется весьма сложной, если учесть, что вопросы технологии и организации строительного производства характеризуются многовариантностью. Как правило, любой строительно-монтажный процесс можно организовать с применением различной
техники и разного числа рабочих, в различные сроки и при различной организации работ [5, 7].
В этой главе также приведены основные положения по календарному планированию, строительному (объектному) генеральному плану, их структура и особенности разработки, а также мероприятия по обеспечению качества строительной продукции. Успешное решение этих задач возможно только при использовании современных достижений научно-технического прогресса и управлении им как единой отраслью "наука -проектирование - строительное производство". Качество строительной продукции на стадии проектирования определяется уровнем проектных решений, которые реализуются в процессе возведения зданий и сооружений, при этом качество конечной продукции зависит от качества выполнения строительно-монтажных работ и качества применяемых строительных материалов, изделий и конструкций.
Эта глава завершается разделом по охране окружающей среды, где в сохранении и обеспечении естественного состояния природы исключительно важное место отводится производству строительно-монтажных работ и приводятся меры по ее охране, начиная со стадии инженерно-геодезических изысканий и кончая сдачей объекта в эксплуатацию.
Основы инженерной подготовки строительной площадки и технологические особенности возведения земляных
и подземных сооружений
Во второй главе приведены краткие сведения по технологии инженерной подготовки площадки к строительству, состав работ подготовительного периода и особенности их выполнения. Проектно-изыскательскис работы являются основой для выбора рационатьных проектных решений, обеспечения прочности и устойчивости зданий и сооружений, разработки проектов организации строительства и производства работ. Описаны роль и значение экономических и инженерно-технических изысканий района и площадки строительства, особенно в зонах повышенной сейсмической активности, для выработки оптимальных решений по вертикальной планировке, размещению и ориентации объектов, расчета и конструирования фундамента, систем инженерного оборудования зданий и сооружений.
Третья глава посвящена разновидностям земляных и подземных сооружений, технологии и механизации работ. При этом основным техническим документом, устанааливающим порядок ведения работ, размещения грунта и исключающим его произвольную укладку и многократное перемещение, яаляется баланс земляных работ, который слагается из объемов планировочных работ, выемок и насыпей, обратных засыпок. Рассмотре-
9
ны варианты механизации при разработке выемок, состав и содержание проекта производства работ [7, 8, 29].
При строительстве подземных сооружений различного назначения наиболее эффективно применение способов "стена в грунте" и "опускные колодцы". Приводятся их технологические особенности и области применения. Рассмотрены вопросы механизации работ. Обсуждены основные способы строительства заглубленных сооружений.
Проектирование и возведение подземных сооружений яатяется сложным и трудоемким процессом, что требует выбора оптимального конст-руктивномехнологического решения с учетом многовариантности методов производства работ. Подчеркивается, что достижение оитиматьности возможно лишь при использовании современных средств вычислительной техники и математического обеспечения.
Особенности возведения зданий и сооружений различною назначения из сборного железобетона
В четвертой главе описана технология возведения зданий из сборных
конструкций. Приведены общие сведения о возведении зданий, строительно-конструктивные решения полносборных жилых и общественных зданий, производственных зданий и классификация методов их возведения.
Проектирование производства монтажных работ включает решение задач по выбору и применению методов производства работ, обеспечивающих возведение зданий и сооружений в запланированные сроки при наиболее высоких технико-экономических показателях.
Методы монтажа сборных конструтешга выбираются с учетом объема монтажных работ, объемно-планировочных и конструктивных решений здания, сроков монтажа и в зависимости от применяемого подъемно-монтажного оборудования, степени укрупнения сборных элементов, последовательности установки их в проектное положение, напрааления развития монтажного процесса, способа наведения и установки элементов на нижележащие опорные конструкции. Во всех случаях применение тех или иных методов должно обеспечивать точность установки конструкций, устойчивость здания и его частей в процессе монтажа и безопасные способы производства работ. После определения методов производства монтажных работ и способов установки конструкций в проектное положение важным моментом яатяется выбор монтажных кранов. Исходными данными при выборе монтажных кранов, кроме методов и технолО!ИИ монтажа, являются габариты и конфигурация зданий и сооружений (подземной и надземной частей), параметры и расположение в здании монтируемых конструкций, условия производства работ (район строительства, |рунтово-
10
климатические факторы и др.). Основной задачей сопоставления данных является выбор таких кранов, которые больше всего соответствовали бы возводимым сооружениям по своим требуемым параметрам и степени охвата монтирчемых конструкций по грузоподъемности и производительности [3, 4, 5, 6).
Комплексная механизация позволяет организовать выполнение процессов согласованной работы комплектов машин. Комплексно-механизированными потоками MOryi быть: транспортирование конструкций на склад или площадки укрупнительной сборки; уктэупнитсльная сборка конструкций (комплектация, укрупнение, усиление и др.); подготовка конструкций к подъему (комплектация, контрольная сборка, усиление и др.); транспортирование и установка конструкций в проектное положение (строповка, подъем, установка на опоры, выверка и временное крепление конструкций); постоянное крепление монтажных соединений (сварка, противокоррозионная защита сварных соединений и заделка стыков или замоноличиванис их). Каждый из этих потоков выполняют с помощью соответствующего комплекта машин в определенной последовательности и в одинаковые или кратные отрезки времени [5,6].
Комплексные процессы, представляющие собой специализированные потоки работ, выполняют несколькими комплектами машин, один из которых является ведущим, другие - вспомогательными. Ведущей машиной в комплекте, с помощью которой устанавливают конструкции, является монтажный кран, а другие - вспомогательными, обслуживающими кран.
Потребное количество монтажных кранов определяют в зависимости от их эксплуатационной производительности и объемов работ на захватках.
В этой главе приведены основные положения по разработке сгройген-плана на период монтажа строительных конструкций, где описаны примеры поперечных и продольных привязок подкрановых путей башенных кранов; монтажная, рабочая зоны кранов; границы опасных и других зон; схемы движения транспорта и расположение дорог, их конструкции; приобъектные склады, площадки укрупнительной сборки, а также построение календарного плана производства монтажных работ с определением основных технико-экономических показателей.
В пятой главе описаны конструктивные особенности и технология возведения жилых зданий и сооружений, в том числе крупнопанельных, крупноблочных, панельно-блочньгх и каркасно-панельных зданий. Рассмотрены вопросы возведения зданий из объемных элементов (с покрытиями в виде оболочек и складок; с арочными купольными покрытиями; с вантовыми и мембранными покрытиями; со структурными и решетчатыми покрытиями; с каркасом рамного типа; с крупноблочными покрытиями), а также зданий, сочетающих смешанные конструкции.
В зависимости от тина здания или сооружения приведены методы монтажа, последовательность установки конструкций в проектное положение и их временное крепление, применяемые оснастки и схемы установки монтажных кранов.
Важнейшим требованием дальнейшего совершенствования технологии возведения зданий из индустриальных конструкций является технологичность их изготовления, транспортирования и монтажа. Требования технологичности должны учитываться в процессе проектирования конструкций, а проектирование сборных конструкции необходимо осуществлять во взаимосвязи с методами монтажа. При этом дальнейшее повышение технического уровня жилищно-гражданского строительства и улучшение его технико-экономических показателей должно быть основано на использовании про1рессивных и эффективных материалов, обеспечивающих уменьшение массы, снижение материалоемкости и сокращение стоимости возводимых зданий.
В целом совершенствование технологии возведения жилых и общественных зданий с применением индустриальных конструкции должно быть направлено на решение следующих задач: универсальность при минимальной номенклатуре; высокий уровень индустриализации; технологичность производства изделий; универсальность узлов соединения конструкций и методов их монтажа; высокие технико-экономические показатели; неординарность эстетических качеств. В г. Алматы и других городах Казахстана вопросы эстетики решаются на основе традиций национальных прикладных искусств (оригинальные орнаменты, характерная цветовая гамма, различного рода вкрапления, улучшающие архи гектурную выразительность зданий).
В шестой сшве описана технология возведения одноэтажных и мно-гоэлажных производственных зданий, которые яаляюгея наиболее распространенным типом инженерных сооружений в различных отраслях народного хозяйства.
В зависимости от характера размещаемых производств они имеют разнообразные объем но-планировочные и конструктивные решения, определяющие объемы монтажных работ, методы их выполнения и применяемые при этом машины, механизмы и приспособления.
Каркасы одноэтажных производственных зданий могут быть выполнены полностью из сборного железобетона или металлических конструкций или быть смешанными. При этом масса сборных элементов таких зданий состааляет от 2,5 до 32,5 т. Многоэтажные производственные здания проектируются и строятся в основном из сборного железобетона и частично из металлических конструкций небольшой площади и высоты.
Методы монтажа сборных конструкций различаются в зависимости от применяемого подъемно-монтажного оборудования, степени укрупнения
12
сборных элементов в блоки перед подъемом; последовательности установки в проектное положение элементов или блоков; направления развития монтажного процесса; способов наведения и установки на нижележащие опорные конструкции. Во всех случаях применение тех или иных методов должно обеспечивать точность установки конструкций и устойчивость здания и его частей в процессе монтажа [5, б].
Монтаж сборных конструкций каркаса в зависимости от степени предварительного укрупнения может производиться следующими методами: отдельными конструктивными элементами; предварительно укрупненными линейными плоскостными или объемными блоками; предварительно укрупненными комплексными блоками, включающими элементы инженерного и технологического оборудования здания.
Одноэтажные производственные здания монтируются комбинированным методом: колонны, подкрановые батки и стеновые ограждения - дифференцированным методом, отдельными потоками, а подстропильные и стропильные фермы и батки и плиты покрытия - комплексным методом, в едином потоке.
Многоэтажные производственные здания монтир>ются в основном комплексным методом, а в некоторых случаях возможен вариант возведения и комбинированным методом. При этом развитие строительно-монтажных процессов возможно в горизонтальном, вертикатьном и комбинированном направлениях.
Наибольший интерес предстаатяет комплектно-блочный метод возведения зданий или сооружений с совмещением строительных процессов на строительной площадке в едином потоке монтажа укрупненных блоков, когда она превращается в технологический конвейер. По этой технологии все звенья поточного конвейера - изготовление конструкций и оборудования, сборка строительно-технологических блоков конструкций и агрегирования блоков оборудования, их транспортирование и монтаж -всецело направлены на конечный результат - ввод объекта в эксплуатацию. Этот метод возведения здания предусматривает промышленный объект не как сочетание отдельных видов строительно-монтажных и специальных работ, а как единое целое. Дтя реатизации этой задачи требуется совершенствование проекгных решений по объемно-планировочной компоновке зданий и сооружений, применению прогрессивных конструктивных схем, совершенствованию систем технологического оборудования и инженерных коммуникаций.
Современные технологические и функтхионатьные требования обусловливают возведение производственных зданий различного назначения, особенно одноэтажных, с разным числом пролетов, высот в сочетании различных консгрукжвных элементов и материалов. Особенностью этих зданий является значительная разномассность конструкций, их раз-
13
нохарактерность, неравномерность распределения объема работ. С точки зрения организации и технологии производства работ они являются в большей части неоднородными. Поэтому такие здания с неравномерным распределением объемов по пролетам, секциям и этажам и различными конструкциями необходимо расчленить на ряд неодинаковых, но однородных по своим конструктивным решениям и по технологии выполнения процессов.
Сокращение 1гродолжительности строительства является одной из основных задач строительного производства, которая может быть решена путем его индустриализации и применения наиболее совершенной технологии. Поэтому важным направлением индус гриализации строительною производства является совершенствование проектных решений, в процессе которых происходит замена материалов, деталей и конструкций более прогрессивными, изменяются объемно-планировочные решения, решаются вопросы максимального блокирования конструкций и оборудования.
Совершенствование проектных решений может осущестатягься в на-праатении как создания новых, так и улучшения традиционных решений. Одним из перспективных направлений повышения эффективности строительного производства является переход на применение легких металлических конструкций, в том числе пространственных конструкций покрытий, особенно в наиболее массовых в промышленном и сельскохозяйственном строительстве одноэтажных производственных зданиях. Переход на полносборные здания из легких металлических конструкций, по существу, превратит строительство таких зданий в механизированный сбороч-но-монтажный процесс и создаст реальную возможность совмещенного монтажа строительных конструкций с технологическим оборудованием.
Как известно, большое влияние на ход строительства оказывают местные условия, так как строительство ведется в различных географических и климатических условиях и практически крутлогодично, поэтому исключительно важным фактором является выбор материалов конструкций, разработка рациональных стыков сопряжений, исключающих мокрые процессы, применение безвыверочной технологии монтажа.
Технология возведения зданий и сооружений различного назначения из чонолизного железобетона
Седьмая глава посвящена технологии возведения зданий с применением монолитного железобетона. Строительство из монолитного железобетона с применением индустриальных методов возведения зданий стало одним из направлений дальнейшей индустриализации жилищно-гражданского строительства, дополняющим полносборное крупнопанельное домостроение. Такая тенденция развития монолитного железобетона
14
обусловлена следующими достоинствами: возможностью строительства в районах, удаленных от предприятий стройиндустрии; меньшими капиталовложениями на создание производственной базы или расширение ее мощности; повышенной сейсмостойкостью и трсшиностойкостью при строительстве в районах горных выработок, возможных землетрясений и на просадочных грун iax.
Следует отмстить, что в монолитном домостроении целесообразно сочетать различные технологические методы возведения зданий с использованием новых эффективных бетонов, особенно на пористых заполнителях. При этом применение легкого бетона позволяет достичь значительного снижения массы монолитных конструкций. Это приводит к уменьшению ншрчзки на фундаменты, что, в свою очередь, позволит уменьшить размеры фундамента. Устройство монолитных стен из легкого бетона, имеющего небольшую теплопроводность, позволяет уменьшить толщину ограждающих конструкций. По данным зарубежных и отечественных исследований, устройство монолитных офаждающих конструкций из легкого бетона снижает стоимость 1 ir стены на 8-12 %.
Экономическая эффективность применения легкого бетона в строительстве безусловно значительна. Она достигается в первую очередь за счет снижения материалоемкости, трудоемкости и энергоемкости возведения монолитных конструкций и сооружений, уменьшения транспортных расходов, сокращения сроков строительства. Поэтому в современных условиях огромное теоретическое и практическое значение приобретает проблема получения легких бетонов и других строительных материалов при минимальном использовании природных ресурсов. Республика Казахстан и прилегающие к ней регионы располагают значительными запасами сырья техногенного происхождения. Предприятия различных отраслей промышленности ежегодно сбрасывают в отвалы миллионы тонн отходов, которые можно рассматривать как сырьевые ресурсы для промышленности строительных материатов. При этом использование отходов добывающей, горной и химической промышленности дает возможность решать и проблем) охраны октэужающей среды и рационального использования природных ресурсов. Поэтому автор работы уделил значительное внимание вопросу получения легких бетонов и вяжущих на основе промышленных отходов [13, 14, 15, 21, 22, 24, 25, 27, 28]. '
В Казахстане накоплен значительный опыт строительства монолитных жилищно-гражданских зданий с учетом их эксплуатации в сейсмических регионах республики. В настоящее время при возведении многоэтажных зданий определились три основных технологических метода, различающихся в основном конструктивно-технологическими признаками используемых опалубочных систем: возведение зданий в скользящей опатубке, в
15
круинощитовой и блочно-щитовой опалубках и в объемно-переставной (туннельной) опалубке.
В малоэтажном строительстве используют мелкощитовую и крупнощитовую опалубку. В скользящей опалубке возводят монолитные здания бескаркасной конструктивной схемы, а также монолитные ядра жесткости. Наиболее технологичным и экономичным яатяется метод возведения зданий в крупнощитовой и блочно-щитовой опатубках. применяемых при возведении монолитных несущих схем зданий различной протяженности, этажности и конфигурации в плане [3,4].
В большинстве случаев проектные решения возведения многоэтажных домов из монолитного бетона предусмотрены в сборно-монолитном варианте: с монолитными наружными и внутренними стенами и сборными перекрытиями. Технико-экономические показатели строительства из монолитного бетона в значительной мере зависят от применяемых технологических схем возводимых зданий. По технологическим и конструктивным признакам многоэтажные жилые здания, возводимые с использованием монолитного бетона, можно условно разделить на следующие зри группы: монолитные, в которых все конструкции выполнены из монолитного бетона; сборно-монолитные, в которых стены выполнены из монолитного бегона, а перекрытия - сборные, и монолитно-сборные каркасные здания, в которых ядра жесткости или перекрытия, выполненные из монолитного бетона, сочетаются со сборным каркасом.
В этой главе также подробно рассмотрены темпы возведения различных зданий и методы их ускорения, интенсивность бетогшрования. выбор оптимальной технологической схемы приготоатения. доставки, подачи, приемки и укладки бетонных смесей; комплектация числа опалубочных элементов, выбор машин, механизмов, средств транспортировки и др.
В бось.иой главе показаны примеры возведения зданий с использованием переставной, скользящей и опатубок специального назначения.
Дальнейшее увеличение объема индустриального монолитного домостроения зависит от организационно-технологических мероприятий строительного производства и повышения уровня комплексной механизации и автоматизации работ, создания и выпуска в достаточном количестве быст-ротвердеюших цементов, суперпластификаторов, химических добавок, повышения качества заполнителей, создания и выпуска арматурных сталей с повышенными механическими свойствами.
При этом основными напраалениями развития технологии бетонных работ должны быть; организация пентратизованного изготовления сварных арматурных каркасов, сеток и пространственных блоков и монтаж их на стройплощадках с применением бессварных и сварных соединений; применение унифицированных, многократно оборачиваемых систем опалубок; развитие индустрии товарных бетонных смесей путем их приготов-
16
ления на высокомеханизированных и автоматизированных заволах и установках; применение прогрессивной технологии зимнего бетонирования с использованием эффективных противоморозных добавок и др.
Основной причиной высокой трудоемкости опалубочных работ является их низкий технический уровень, отсутствие необходимого количества надежной многооборачиваемой инвентарной опатубки. Для монолитных конструкций должна быть определена степень технологичности, исходя из трудоемкости выполнения опатубочных работ, для чего должен быть создан нормативный документ, который помимо требований к размерам и • ехнологичности монолитных конструкций должен содержать сведения об опалубках и экономичном производстве работ. Такая единая унифицированная типовая система опалубочной оснастки облегчит проектирование, изготовление и выполнение опалубочных работ. Снижение трудоемкости опатубочных и арматурных работ должно осуществляться также за счет унификации и сокращения числа типоразмеров монолитных конструкций, разработки сортамента унифицированных арматурных элементов, т. к. в настоящее время номенклатура арматурных изделий насчитывает несколько тысяч единиц и в подавляющем большинстве проектов монолитных железобетонных сооружений предусматриваются сложные и громоздкие арматурные конструкции, которые имеют матую повторяемость, многотипиы и нетехнологичны в изготовлении.
Особенности технологии возведения надземных инженерных сооружений
Девятая глава посвящена видам инженерных сооружений, их классификации по строительно-конструктивным признакам и технологии возведения объектов добывающей, химической и технологической промышленности, в частности возведению буровых вышек, надшахтных копров, технологических этажерок, водонапорных башен, градирен, вытяжных труб, грануляционных башен, сооружений комплексов доменной печи.
Анатиз технологий сборки сооружений добывающей, химической, машиностроительной и других отраслей промышленности показывает, что методы монтажа являются определяющими факторами технологии производства монтажных работ и существенным образом влияют на основные технико-экономические показатели - себестоимость, продолжительность и трудоемкость монтажа.
Основными методами монтажа, применяемыми при сборке объектов добывающей, химической и технологической промышленности, следует назвать блочный монтаж, монтаж конструктивно-технологических сооружений в целом виде, монтаж с использованием специальных подмостей для навесной сборки.
17
В зависимости от последовательности сборки конструкций по вертикали применяют как метол нарашивания (снизу вверх) - для монтажа многоярусных промышленных объектов, доменных печей, градирен, так и метод подращивания, т.е. сверху вниз, при возведении стальных вертикальных цилиндрических конструкций, вентиляционных башен, вытяжных груб.
В зависимости от способа установки конструкций на опоры может применяться монтаж свободным подъемом, поворотом, как правило, вокруг опорного шарнира, монтаж надвижкой, накаткой, скольжением.
При имеющемся разнообразии перечисленных методов монтажа выбор того или иного метода, исходя только из опыта монтажа подобных сооружений, не всегда может I арантировать желаемый эффект, поскольку технический прогресс в отраслях про мы тленности может ставить качественно новые задачи по сборке и сооружению уникальных по своим конструктивным, технологическим и другим параметрам инженерных сооружений.
Выбор того или иного метода монтажа сооружений заключается в технико-экономическом обосновании оптимального варианта монтажа, что, в свою очередь, сопряжено с выявлением количественных зависимостей между параметрами строительного технологического процесса и требует выполнения большого объема вычислительных операций. Эту задачу успешно и качественно можно решить только с использованием ЭВМ для многофакторного анализа количественных зависимостей качественных параметров строительных и монтажных процессов методами математической статистики.
Дальнейшее повышение технического уровня строительства высотных сооружений добывающей, химической и технологической промышленности связано с индустриализацией. Тенденция укрупнения элементов сооружений с переносом большинства процессов со сборочной площадки в заводскую сферу являе1ся основным направлением индустриализации и снижения затрат ручного труда.
Перспективы индустриализации строительного производства неразрывно связаны с развитием комплектно-блочного метода возведения сооружений и максимальным совмещением строительных процессов в едином потоке монтажа укрупненных блоков.
Комплектно-блочный метод позволяет создать принципиально новую технологию строительно-монтажных работ, позволяющую превратить строительную площадку в технологический конвейер; метод позво;гяет рассматривать объект не как сочетание строительных конструкций, оборудования и инженерных коммуникаций, запроектированных различными специализированными организациями, а как единое целое. Особое значение этот метод имеет для монтажа высотных инженерных сооружений, где требуется большое число стыковочных операций, большая протя-
IS
женность соединительных сварных швов и, соответственно, большая масса наплавляемого металла.
Комплектно-блочный метод позволяет максимально сократить количество стыковочных операций, производимых на высоте, что существенно влияет на безопасность производства строительно-монтажных работ при возведении высотных сооружений добывающей, химической и технологической промышленности.
Технология возведения мачтово-башенных сооружений
В десятой главе описана технология монтажа мачтово-башенных сооружений энергетики и связи, а именно: радио- и телевизионных мачт и башен, опор прожекторных и линий электропередач, вертикальных аппаратов и конструкций.
Монтаж тяжеловесных крупногабаритных вертикатьных аппаратов и конструкций является наиболее трудоемким видом механомонтажных работ. Экономическая и техническая целесообразность монтажа определяется уровнем затрат труда на сборку, установку и разборку фузоподъемных средств, а также трудоемкостью самого способа подъема, который во многом определяется такелажными средствами и схемой их использования. Таким образом, от конструкций подъемных средств, их массы, обшей грузоподъемности полиспастов, количества электролебедок, площади, занимаемой устройством, высоты и возможности установки ею в рабочее положение стреловыми кранами малой грузоподъемности во многом зависит экономическая эффективность монтажных работ.
Рационатьными и экономными грузоподъемными средствами монтажа вертикальных тяжеловесных аппаратов и конструкций являются самоходные стреловые краны. Наиболее эффективны краны тогда, когда в максиматьной степени используются их грузоподъемность и производительность в течение достаточно продолжительного времени. Чем больше грузоподъемность крана, тем труднее обеспечить максимальное использование его параметров на одном объекте. Вместе с тем сложнее и дороже переброска его с объекта на объект. Это противоречие породило создание различных способов временного увеличения фузоподъемности стреловых самоходных кранов и использования совместной работы двух, трех и четырех кранов при монтаже аппаратов и конструкций, масса которых значительно превышает фузоподъемность отдельно взятого крана
При сравнении эффективности разных способов монтажа необходимо учитывать экономический эффект, получаемый от сокращения сроков монтажа и ускорения ввода объектов в эксплуатацию. Поэтому в проекты производства работ необходимо закладывать способы подъема и установ-
19
ки тяжеловесных аппаратов и конструкций, экономически наиболее эффективные.
Решение задач по развитию энергетики, средств связи, химической и нефтеперерабатывающей промышленности требует высокой индустриализации монтажных работ и повышения степени заводской готовности. В целом проблему повышения эффективности возведения мачтово-башенных конструкций и вертикальных аппаратов необходимо рассматривать как комплексное мероприятие народнохозяйственного значения, обеспечивающее ускоренное освоение природных богатств.
Особенности возведения сооружений башенного и мачтового типа и вертикальных аппаратов часто обусловлены производством работ в условиях сложившегося генплана промышленного предприятия и городской застройки с действующими разветвленными системами различных коммуникаций и инфраструктуры. В этой связи возрастает значение технологическою проектирования на стадиях разработки технического проекта и инженерной подготовки производства, которое должно быть компенсировано за счет прогрессивных решений по всем аспектам технологии возведения мачтово-башенных конструкций и вертикальных аппаратов.
Технология возведения резервуарных конструкций
В одиннадцатой главе приведена технология возведения резервуарных конструкций, а именно: вертикальных цилиндрических и сферических резервуаров и газгольдеров, железобетонных резервуаров.
Известны два основных метода сооружения резервуаров - из отдельных листов (полистовой) и рулонных заготовок. При сооружении полистовым методом на площадку поступают отдельные элементы резервуаров в виде вальцованных листов. С помощью различных подъемных механизмов и устройств отдельные листы резервуаров \останавливают в проектное положение и сваривают между собой. Такой метод характеризуется большим обьемом работ на монтажной плошатке. Поэтому в настоящее время полистовою сборку применяют в отдельных случаях при сооружении одиночных емкостей в удаленных районах, куда трудно доставить рулоны.
Вертикальные стальные резервуары монтируют индустриатьным методом из рулонных заготовок. При этом корпуса резервуаров и днища изготовляют на заводах метатлоконструкций на специальных установках с применением автоматической сварки и поставляют в виде рулонов. Корпуса резервуаров емкостью 10 тыс. м
3 поставляют в виде двух рулонов, на
вернутых на специальные кольца: емкостью 3-5 тыс. м - в виде одного рулона, навернутого на шахтную лестницу; емкостью 300-1000 м" - в виде одного рулона, навернутого на центральную стойку.
:о
Преимущества монтажа резервуаров из рулонных заготовок очевидны. Наиболее перспективным в снижении трудоемкости и продолжительности является применение блочного метода монтажа. При этом максимального эффекта достигают, когда поставку блоков осуществляют в виде агрегатированно!о оборудования с трубопроводами, вспомогательными конструкциями, первичными средствами контроля. На выбор методов производства и организацию сборочно-монтажных работ существенное влияние оказывает местоположение объекта строительства и размещение крупногабаритных конструкций на территории объекта.
Повышение технического уровня в строительстве надземных резервуаров и газгольдеров связано с индустриализацией строительного 1гроиз-водства в большей степени. Важным вопросом при этом яатяется снижение удельного веса работ, выполняемых на монтажной площадке, путем внедрения в практику способов монтажа конструкций укрупненными блоками. Основная идея индустриализации при строительстве крупногабаритных аппаратов - это перенос максимального числа работ по обработке металла, сборке, сварке в заводские условия с высоким улэовнем механизации и автоматизации процессов. В этом случае не менее важным вопросом яаляется транспортная технологичность целого аппарата или его блоков (частей), от которой в конечном счете зависит объем строительно-монтажных работ, выполняемых на монтажной площадке.
Поэтому для тяжеловесных крупногабаритных аппаратов должны быть разработаны различные варианты их транспортировки в максимально допустимых блоках водным, железнодорожным и автомобильным транспортом, а также варианты комбинированной перевозки. При этом в конструктивных решениях таких укрупненных блоков должны быть отражены наиболее (прогрессивные методы сборки, сварки и монтажа.
Техноло1ИЯ во>ведения зланнй н сооружений агропромышленного комплекса
Двенадцатая глава посвящена технологии возведения зданий и сооружений агтэопромышленного комплекса, где приведены их сгроительно-констру ктивные особенности. Значительное внимание уделено вопросам проектирования и строительства внутрихозяйственных автомобильных дорог и площадок [16, 17, 20, 23]. технологии возведения малых гидротехнических сооружений, плотин, трубопроводов из различных материалов. Показаны также технологические особенности возведения сенажных башен, зерновых элеваторов, комбикормовых заводов, тепличных комплексов.
Комплексно-механизированное возведение зданий и сооружений из деталей и конструкций заводского изготовления с наименьшими трудо-
выми и материально-техническими затратами является главной задачей сельского строительства.
Строительно-монтажные работы сельскохозяйственных зданий и сооружений также выполняются с членением их на захватки и участки. Увеличение числа монтажных участков и захваток, на которые разделяется здание, способствует уплотнению производственных процессов, сокращению общей продолжительности строительства объектов в потоке и повышению эффективности производства работ, а также приближению сроков развертывания основного производства и выхода его продукции. Однако при членении производственных зданий на захватки и участки типовые ячейки не могут быть использованы в качестве единицы фронта работ, что обусловлено малым объемом работ и сложностью организации объектного потока.
Безусловно, в сельскохозяйственном строительстве, характеризующемся малыми расчетными нагр>зками на несущие конструкции зданий и сооружений, рассредоточснностью строительных площадок с незначительным объемом строительно-монтажных работ и неудовлетворительными транспортными связями, проблема индустриализации и повышения эффективности капитальных вложений сложна, многогранна и требует совершенствования объемно-планировочных и конструктивных решений, применения эффективных конструкций и материалов, снижения трудозатрат и себестоимости изготовления и монтажа сборных конструкций. При этом применение легкобетонных и клееных деревянных конструкций является одним из прогрессивных направлений индустриализации сельского строительства и снижения массы конструктивных элементов зданий и сооружений.
Выбор объемно-планировочных и конструктивных решений должен основываться на учете региональных факторов и условий эксплуатации зданий и сооружений. Использование того или иного конструктивного материала в строительстве должно решаться исходя из условия соответствия физических свойств каждого из этих материалов параметрам среды, в которой они будут эксплуатироваться. При выполнении констр\лошй из материалов со свойствами, не отвечающими условиям их эксплуатации, происходит их преждевременное разрушение [27, 28].
Возведение зданий и сооружений в экстремальных природно-климатических условиях
В тринадцатой главе приведены особенности технологии возведения зданий и сооружений в экстремальных природно-климатических условиях. Как известно, возведение зданий и сооружений в зависимости от района строительства и его метеорологических и природно-климатических усло-
22
вий имеет свои особенности. Поэтому повышение эффективности строительства в экстремальных природно-климатических условиях яатяется комплексной многоплановой затачей технологии и организации строительного производства, напрааленной на повышение качества строительства, сокращение сроков его выполнения, трудозатрат и стоимости работ.
В соответствии со СНиП в целях правильной организации строительного производства вся территория бывшего СССР была разделена на четыре прнродно-климатических района, характеризующихся соответствующим температурным режимом. При этом на территории Казахстана находятся вес четыре климатических района с резко выраженным континентальным, суровым и засушливым климатом. К факторам, отрицательно атияющим на условия производства строительно-монтажных работ, относятся:
- в зимний период - отрицательная температура воздуха (средняя температура в январе - минус 18 °С на севере, достигающая иногда минус 45 °С; минус 3 °С в южных регионах); длительность зимнего периода; резкие перепады температур, даже в пределах одних суток; осадки и интенсивность их выпадения; зимние ветры, их интенсивность и длительность: сокращение продолжительности светового дня; значительная величина и продолжительность устойчивого снегового покрова; изменение физико-механических свойств грунтов, ряда строительных материалов;
- в летний период - большая солнечная радиация; высокая температура воздуха (на юге Казахстана средняя температура в июле 28-30° С, достигающая иногда 44 °С) и ее перепады в течение суток; сильные ветры - суховеи и запыленность воздуха. К этим природно-климатическим факторам времен года следует отнести и сложные инженерно-геологические условия, сейсмическую активность южного и восточного регионов и засоленность фунтов значительной территории Республики.
Производство строительно-монтажных работ, вследствие изменения природно-к.1Иматических, метеорологических и других условий, подвержено их влиянию и характеризуется существенным усложнением. Поэтому алияние этих факторов обязательно нужно учитывать при разработке проектов организации строительства и производства работ, в которых должны быть четко оговорены сроки выполнения тех или иных строи гель-но-монтажных работ, особые условия их производства.
Практически все виды строительно-монтажных работ в разной степени подвержены алиянию климатических и метеорологических факторов. В зимних условиях этому влиянию наиболее подвержены транспортные и погрузочно-разгрузочные работы; земляные, свайные, бетонные, штукатурные (наружные) работы; монтаж сборных железобетонных и металлических конструкций. В летний период в условиях сухого жаркого клима-
та температурный режим местности оказывает существенное влияние на выбор типа несущих и ограждающих конструкций, объемно-планировочных решений зданий и сооружений, на их ориентацию в районе застройки, способы производства работ. Высокая температура воздуха также способствует возникновению температурных напряжений в конструкциях, сопровождаемых деформациями и возможными нарушениями герметичности наружных ограждающих конструкций, гидро- и теплоизоляции других частей зданий. Особую опасность представляют суточные перепады температур, достигающие иногда 30-40°С.
В этой главе подробно изложены особенности производства строительно-монтажных работ в экстрематьных природно-климатических условиях, а также в регионах сейсмической активности.
Технологические особенности реконструкции зданий и сооружений
Четырнадцатая глава посвящена технологии реконструкции зданий и сооружений, где излагаются условия и принципы реконструкции объектов. Реконструкция существенно отличается от нового строительства и имеет особенности в проектировании, разработке технологического процесса строительства, в производстве строительно-монтажных работ, что связано с разнотипностью конструктивных и объемно-планировочных решений, стесненностью строительной площадки, необходимостью поэтапного выполнения работ на различных участках, сочетанием производственной деятельности предприятия с выполнением строительно-монтажных работ, разборкой старых сооружений или их частей.
Степень обновления основных фондов обычно характеризуется масштабом проведения реконстр\ктивных работ. По этому признаку реконструкция подразделяется на коренную и матую. Сложность и специфичность условий проведения реконструкции промышленных предприятий требуют тщательной подготовки строительного производства и методов производства работ; вариант выбирают на основании сопоставления технико-экономических показателей технологически возможных и безопасных вариантов механизированного выполнения заданных объемов работ в установленные сроки. Проекты производства работ при реконструкции разрабатываются для определения наиболее эффективных методов выполнения строительно-монтажных работ, способствующих улучшению их качества, снижению себестоимости и трудоемкости. При этом основным технико-экономическим показателем проекта производства реконструкции, опреле-ляющим его эффективность, является время осуществления всех мероприятий по переустройству предприятия или его части, начиная с подготовительных работ до момента ввода в эксплуатацию реконструированных мощностей. ЭТО время характеризует продолжительность реконст-
24
рукции. Поэтому продолжительность реконструкции, как и новою строительства, яатяется одним из отправных показателей на всех этапах экономической, проектной, плановой, организационной подготовки и осуществления реконструкции. Нормы включают: общую продолжительность, продолжительность подготовительного периода, продолжительность монтажа оборудования и остановки производства.
В главе рассмотрены все основные технологические особенности реконструкции производственных, жилых и общественных зданий с примерами усиления конструктивных элементов их подземных и надземных частей.
В учебнике приведен список литературных источников, включающий авторские разработки.
З А К Л Ю Ч Е Н И Е
Основные направления развития строительства в современных условиях. Анатиз показывает, что действовавшая в советское время система управления строительным производством имела ряд существенных недостатков. В частности, ее звенья (проектирование, изготовление, комплектация, поставка и монтаж) не состааляли единого технологического потока, организационно и экономически были мало связаны между собой. Каждое из этих звеньев решало, как правило, свою, локальную задачу и не ориентировалось на достижение конечной цели, т.е. обеспечение своевременного ввода объекта в действие.
Офицательным яаленисм этого периода было опэаничение, а то и прямой запрет совершенствования объемно-планировочных и особенно конструктивных решений зданий и сооружений любого назначения. Одно из таких явлений - непрерывное нарастание применения сборного железобетона. Примером этого служат тысячи заводов сборных железобетонных изделий и конструкций республиканского, областного, городского и районного подчинения. Не секрет, что металла шедшего на изготоатение сборных железобетонных конструкций, особенно для производственных зданий, вполне хватило бы, чтобы соорудить эти здания только из металла. Затраты на производство, транспортировку и приготоаление бетона оказывались бросовыми, к тому же применение сборного железобетона при транспортировке и особенно при монтаже не отвечает высоким технологическим требованиям. Всем известно, что экономичное и оптимальное решение этих вопросов закладывается еще на стадии проектирования конструктивных решений, основной задачей которого яатяется обеспечение экономичности и высокой транспортной и монтажной технологичности.
На сегодняшний день в Республике не известна направленность технической политики в области строительства различных объектов, хотя спе-
циалисты и ученые продолжают работать над «совершенствованием» сборного железобетона. Между тем в мировой практике использование металлических конструкций ведет к экономии капитальных вложений, причем в весьма значительных размерах - до 270 % от стоимости самих металлоконструкций. Кроме того, применение металлоконструкций и монолитного бетона оказывает благоприятное влияние на устойчивость здания в районах сейсмической активности.
В период, когда строительство в РК практически приостановлено, необходимо принять рево.тюционные меры в строительной политике: полная переоценка ценностей в области конструкций и коренная ломка производства его переналадка. Должна быть пересмотрена концепция, провозглашающая сборный железобетон основным конструкционным материалом как в про-мышленном, так и жилищно-гражданском, особенно в районах сейсмической активности, строительстве. Подобные меры позволят снять ограничения в применении металлических конструкций в одноэтажных производственных зданиях пролетами 12, 18 и 24 м, составляющие около 90% таких построек [29].
Основные достоинства металлических констр\тший, определяющие область их применения, - это относительная легкость, достигаемая в результате использования сталей с высокими прочностными характеристиками; разнообразие конструктивных форм; широкая возможность типизации и унификации, высокая степень индустриальности изготовления и монтажа; возможность сочетания с другими материалами, а также выполенения сборно-разборных конструкшш. Очень перспективны конструкции из легких алюминиевых сплавов. Их 1греимущества - легкий вес, высокая сопротивляемость коррозии, обрабатываемость, красивый внешний вид. Технико-экономическая целесообразность применения алюминевых конструкций всех групп и размеров резко возрастает при наличии особых условий возведения и эксплуатации: сборно-разборные конструкции, возводимые в особо отдаленных, трудонодоступных и сейсмически активных районах, предназначенные для эксплуатации в ряде агрессивных сред, в которых срок службы алюминиевых конструкций намного больше, чем конструкций из других материалов. При этом особенностью проектирования алюминиевых конструкций является возможность широкого использования прессованных профилей, тонкого металла толщиной менее 1 мм, применения эффективнх форм сечений. Алюминиевые конструкции характеризуются высокий степенью индустриальности и сборности. Это достигается за счет высокой подготовленности к применению в констр>тшиях полуфабрикатов, выпускаемых алюминиевой промышленностью, особенно прессованных профилей разнообразной формы, профилированных листов, максиматьного объединения несутдих и ограждающих конструкций.
26
В этой связи применение конструкций: легких металлических из трубчатых элементов, вантовых и мембранных, сборно-разборных металлотеиловых, конструтеции покрытий из профилированного штампованного настила и листа из алюминиевых сплавов - может служить основой индустриализации еттюитсльства. сокращающей продолжительноегь его возведения и стоимость. Перспективу индустриализации строительного производства необходимо связывать с комплектно-блочным методом возведения зданий и сооружений, при котором промышленный объект должен рассматриваться уже не как сочетание строительных конструкций, оборудования и инженерных коммуникаций, а как единое целое. При этом важным налраатенисм индустриализации ш и п и совершенствование проектных решений, в конечном счете, определяющих научно-технический уровень производства строительно-монтажных работ, формирующих факторы роста производительности труда.
Совершенствование проектных решений можег осуществляться в на-праалении как создания новых, так и улучшения тратиционных решений. Одно из эффективных напраалений - применение пространственных конструкций покрытий, особенно в наиболее массовых в промышленном и сельскохозяйственном строительстве одноэтажных зданий. Переход на полносборные здания из легких металлических конструтеции, по существу, превратит строительство таких зданий в механизированный сборочно-моитажный процесс.
Наиболее эффективным и производительным методом возведения зданий и сооружений производственного назначения в комплектовочном исполнении следует считать монтаж строительных конструкций с технологическим оборудованием. Для 1-этажных зданий такое совмещение монтажа строительных конструкций целесообразно с монтажом мостовых кранов, которые затем будут использованы для установки напольного оборудования цеха. В многоэтажных промышленных зданиях сборку строительных конструкций необходимо совместить с монтажом укрупненных агрегатированных блоков оборудования в единый комплексный блок.
В Казахстане, как известно, овцеводство всегда было одной из наиболее рентабельных отраслей сельского хозяйства. Однако в последние годы советской аласти отмечалось значительное повышение стоимости овцеводческой продукции, что явилось следствием резкого увеличения затрат на содержание овец.
Экономическая эффективность овцеводства в Казахстане во многом определяется степенью использования отгонных пастбищ. Увеличение за!рат на содержание овец связано со значительным ухудшением состояния отгонных пастбищ. Одной из главных причин ухудшения состояния отгонных пастбищ яатяется содержание овец в стационарных овчарнях, где скот пасется в течение нескольких лет подряд, тем самым препятствуя естественному вос-станоалению пастбищ.
27
Строительство овчарен в районах отгонных пастбищ велось в основном с использованием традиционных конструктивных схем, характерных для сооружений стационарного типа, в которых основными несущими (а в ряде случаев и ограждающими) элементами являлись железобетонные конструкции.
Опыт эксплуатации таких овчарен показат, что они не соответствуют условиям ведения отгонного овцеводства, для которого необходима частая смена пастбищ, в связи с чем вопросы легкости и транспортабельности, сборно-разборности конструкций овчарен имеют первостепенное значение.
Одним из решений этого вопроса яатяется создание сооружений с ограждениями из мягких (полимерно-пленочных, резинотканевых, тканевых) материатов, отличающихся матым весом (Ы0кг/м~), способностью к трансформации, компактностью в сборном виде, высокой степенью заводской готовности, быстротой монтажа и демонтажа и богатством архитектурно-выразительных возможностей.
Поэтому изыскание новых конструктивных решений сооружений сборно-разборного типа с использованием тентовых покрытий, отвечающих условиям веления отгонного овцеводства, следует считать весьма актуальной задачей.
Одним из новых типов таких конструкций являются вантово-тентовые сборно-разборные системы, применение которых дает возможность создать покрытия, рекордные по пролету, легкости и технико-экономическим показателям.
Другим важным направлением индустриализации строительства яатяется возведение зданий и сооружений из монолитного бетона и железобетона, дополняющих, а в некоторых регионах заменяющих полносборное крупнопанельное домостроение. Применяя инвентарную, многократно оборачиваемую опатлтЗку, арматурные каркасы и сетки заводского изготоатения, можно получить высокий производственный эффект. Механизированная подача, укладка и уплотнение бетонной смеси дают возможность довести уровень механизации бетонирования конструкций до 80-85%. Использование электротермообработки бетона и различных химических гтротивоморозных добавок позволит возводить здания и сооружения в любое время года при любых темпера турах.
Такая тенденция развития монолитного бетона и железобетона обусловлена еще и достоинствами: возможностью строительства в районах, удаленных от предприятий сгройинлустрии, меньшими капиталовложениями в создание производственной базы или расширение ее мощности в отличие от полносборного домостроения, повышенной сейсмостойкостью и трещииостойкостыо при строительстве в районах горных выработок и на просадочньгх грунтах.
28
Значительные пренмлшества монолитное домостроение имеет в сельской местности при массовый застройке домами индивидуального назначения, где процесс строительства в меньшей степени зависит от наличия производственной базы. При этом малоэтажность зданий открывает широкие возможности для использования местных строительных материалов, зольных, шлаковых и других отходов промышленности, крупнопористого керамзитобетона и
Несмотря на эти явные преимущества, объем индустриального монолитного строительства в Казахстане еще низок. Это объясняется низким техническим уровнем: отсутствием необходимого количества надежной многооборачиваемой опаг>бки; неудовлетворительным качеством изготовления конструкций и элементов применяемой опалубки; низкой степенью унификации монолитных конструкций зданий и сооружений. Для чего необходима унификация всех монолитных конструкций, т.е. для однородных конструкций должны быть определены размерные модули и ряды значений размеров, которые могут принимать конструкции и их отдельные детали. Это, в свою очередь, позволит унифицировать и сократить число типоразмеров монолитных конструкций. До сих пор не имеется надежного материала с защитным покрытием формующей поверхности. Металлические элементы должны изготавливаться из штампованных или гнутых профилей специального назначения, что позволит значительно уменьшить их массу по сравнению с такими же элементами из прокатных профилей. Уменьшение массы элементов опалубки создаст возможность применения арматурно-опа1убочных блоков и значительно повысит производительность труда.
При возведении монолитных конструкций технология арматурных работ также характеризуется низким организационно-техническим уровнем. Но-менклатура арматурных изделий насчитывает несколько тысяч единиц. В подавляющем большинстве с\шествующих проектов монолитных железобетонных сооружений предусматриваются сложные и громоздкие арматурные конструкции, имеющие малую повторяемость, они многотипны и нетехнологичны в изготоалении.
Основные перспективные напраатения в организации и технологии при-готоатения и транспортировки бетонной смеси должны предполагать улучшение качества ее приготовления, доставку к месту укладки без существенных изменений и потерь, снижение трудовых и денежных затрат на ее приготовление и транспортировку и совершенствование технологии приобъектного приготовления бетонной смеси.
В этой связи лля устранения вышеназванных недостатков для монолитных конструкций должна быть четко определена степень технологичности, исходя из трудоемкости выполнения опалубочных, арматурных и бетонных работ. Кроме того, необходимо создать нормативный документ
29
для проектирующих организаций, регламентирующий требования к технологичности и экономичности возведения монолитных конструкций.
Опыт развития массового промышленного производства показывает, что при достижении определенного уровня стандартизации, нормализации и типизации изделий возникает и проблема повышения их технологичности. В отличие от сборного железобетона, в большей степени этим целям отвечаю! конструкции и изделия из металла и монолитного железобетона. При этом правильное использование технологических процессов возможно лить при обеспечении ряда требований к проектным решениям. Поэтому приведение проектных решений в соответствие с требованиями современных технологических процессов является актуальной задачей. Решение её тесно связано с обьемно-планировочными и конструктивными особенностями как подземной, так и надземной частей зданий и сооружений, так как только им присуща определенная их технологичность. Использование опыта заводского способа изготовления, совершенствование конструктивных решений и. в конечном счете, перевод их изготовления на индустриальную основу позволит повысить технологичность (изготовления, транспортирования, монтажную и эксплуатационную) конструкций, изделий и их узлов. В монолитном домостроении для этих целей кроме объемно-ШШШрОВОЧНЫХ и конструктивных решений требуется типизация и унификация арматурных изделий и опалубочных систем.
ВЫВОДЫ 1. Па основе обобщения опыта проектирования и строительства зданий
и сооружений жилишночражданского, промышленного и сельскохозяйственного назначения написан и выпущен на русском и казахском языках учебник по дисциплинам "Технология возведения зданий и сооружений", "Технология строительных процессов", формирующий профессиональные знания и умения инженера-строителя и способствующий подготовке высококвалифицированных инженерных кадров при двуязычной системе преподавания.
2. Разработаны учебно-методические пособия, позволяющие практически использовать теоретические рекомендации по выбору методов производства, комплексной механизации строительно-монтажных работ и определению основных технико-экономических показателей.
3. На основе общепринятой классификации различных зданий и сооружений по функциональному назначению, объемно-планировочным характеристикам, конструктивным решениям и методам их возведения выявлены технологические и организационные особенности возведения строительных объектов, их вариантное проектирование и методика определения основных технико-экономических показателей - продолжительности, себестоимости и трудоемкости.
30
4. Оценку проектных (технологических, организационных и технических) решений возведения зданий и сооружений предложено принять по продолжительности их строительства, как отвечающей законам рыночной экономики. При этом продолжительность строшельства в целом будет определяться по технологичности монтажных работ и эксплуатационной производительности машин и механизмов, входящих в комплект.
5. Индустриализацию строительства, особенно одноэтажных производственных и сельскохозяйственных зданий, рекомендовано осуществлять на основе легких металлических конструкций с высокой степенью заводской готовности, а малоэтажные жилые дома индивидуального пользования возводить из монолитного железобетона в унифицированных опалубках с использованием легких бетонов.
6. Выявленные физико-химические и минералогические свойства наиболее распространенных отходов местной промышленности (золы экиба-стузских углей, доменные гранулированные шлаки Карметкомбината. электротермофосс^орные шлаки Чимкентского ПО "Фосфор", карбидная известь-пушонка Карагандинского ПО "Карбид", фосфогипс Целинного горно-химического завода) подтвердили приемлемость их сырьевых показателей для использования в монолитном домостроении, что нашло отражение в материалах защищаемого учебника.
7. Проанализированы особенности возведения зданий и сооружений, производства работ в экаремальных природно-климатических условиях, проблемные вопросы в области возведения различных строительных объектов, и предложены пути их решения, в том числе за счет использования техногенного сырья Республики Казахстан и прилегающих к ней регионов.
8. Учебник «Технология возведения зданий и сооружении» с грифом УМО по инженерно-строительным специальностям Казахстана и России признан соответствующим требованиям образовательного стандарта по специальности «Промышленное и гражданское строительство» и используется в учебном процессе.
Автор выражает глубокую благодарность бывшему ректору КазГАСА профессору П.А. Атрушкевичу за помощь и поддержку при подготовке и издании на казахском и русском языках защищаемого учебника и своим коллегам, оказавшим содействие в работе, и рассчитывает на объективные замечания, в частности относящиеся к вопросам теплоэффективности, которые будут учтены при переиздании учебника.
31
Бнблшм рафнческнн список 1. Хамзнн С.К. Технология возведения зданий и сооружений: Учебник на рус. яз -
Атматы: Ана m i , 1996.
2. Хамзин С.К. Технология возведения зданий и сооружений: Учебник на каз. яз. -Алматы: Билнм.1994
3. Хамзин С. К Технология строительных процессов: Учебник на рус. яз. O.K.Хамзин. А К. Абишев. - Алматы: Вас патер. 1995.
4. Хамзин С. К. Технология строительных процессов. Учебник на каз. яз. С.К.Хамзин. А.К. Абишев. - Алматы: Баспа, 1997
5. Хамшн С.К. Технология строительного производства. Курсовое и дипломное проектирование: Уч. пособие С.К. Хам шн, А.К. Карасев. - М.: Высшая школа, 1989.
6. Хамзин С.К. Технология строительного производства Курсовое и дипломное проектирование. Уч. пособие на каз яз. С.К. Хамзин. А.Б. Жанаев. - Атматы Полиграфия. 1995
7. Хамзин С.К. Мошаж строительных конструкций: Учебно-методич. пособие к выполнению курс,проекта. • Алма-Ата Мектеп. 1983.
8. Хамзин С.К. Проецирование земляных работ и устройство фундаментов: Уч. пособие /С.К. Хамзин, А.К. Таженов. - М.: ВЗПИ. 1990.
9. Хамзин С.К. Монтаж металлических конструкций: Уч.пособие, на каз. яз. 'С.К. Хамзин, Д.М Ьайтурсунов. • Алматы: ТОО ИД "Антей», 2000.
10. Хамзин С.К. Монтаж металлических конструкций: Уч.пособие. на руся^./С.К. Хамзин, Д.М. Ьайтурсунов. - Атматы: ТОО ИД «Антей», 2000.
11. Хамзин С.К. Строительная зерминология: СНиП. Курылыс терминологиясы: (КМЕ) С.К. Хамзин. А.К. Ботабеков. - Атматы: КазГАСА. 2000.
12. Хамзин С.К. Технология строительных работ: Метод, пособие по курсовому и дипломному проектированию С.К Хамшн, А.К. Абишев и др. - Атматы: КазГАСА. 1999.
13. Хамзин С.К. Утилизация отходов промышленности: Монография С.К. Хамзин. К.З. Смаилов. В.П. Никитин,- Алматы: Паука 1992.
14. Хамзин С.К. Улучшение качества керамзитобетоиных пинелей 'С.К. Хамзин, Х.А. Асанбсков. В.З. Инзамов. М.И. Исаков 'Строительные материалы. - 1973. - Х° 9.
15. Хамзин С.К. Использование золы-уноса Л"Щ в производстве ограждающих конструлегхий из керамзитобстопа С.К. Хамзин. В.З.Ннзачов. М.И. Исаков Сб. докла-дов VI научно-техннч. конф. ЦИСИ. 11слиноград. 1973.
16. Хамзин С.К. Определение оптимальных составов известково-типсозольных вя-жутдих. применяемых для укрепления грулттов. с использованием математического ме-тода;*зтсспериментов 'С.К. Хамзин. К.З. Смаилов. БЕ. Фепдл /'Статика и динамика сооружений. - Алма-Ата: КазПТИ. -1978. - Вып. 7.
17. Хамзин С.К. Исследования свойств зольных цементов для укрепления 1рунтов, используемых в дорожном с!рон1ельсгвс /С.К. Хамзнн. К.З. Смаилов Комплексное использование минерального сырья. - Алма-Ата 1987.- .V? 5.
18. Хамзин С.К. Исследование свойств гравийных материалов, улсреплениых минеральными вяжущими С.К.Хамзин. К.З. Смаилов Комплексное использование минерального сырья. - Алма-Ата, 1981. - Л* 5.
19. Хамзин С.К. Исследование свойств вяжущих на основе шлака Карагандинскою мстазлургического комбината, используемых в дорожном строительстве С.К. Хамзнн. К.З. Смаилов '^Комплексное использование минератьного сырья. - Алма-Ата. 1982. -№9 .
32
20. Хамзин С.К. Исследование зависимости активности известково-гиисозоло-иемснгных вяжуших от их составов С.К.Хамзин. К.З. Смаилои Комплексное использование минег^ьного сырья.-Алма-Ага. 1982.-N? 10.
21. Хамзин С.К. Исследование зависимости активности известково-гипсозолошла-ковых вяжлтдих от их составов /С.К-Хамзин, К.З Смаилов. АС. Садуакасов, Г.Ж Джа-купова Комплексное использование минерального сырья. - Алма-Ата, 1983. - К? 7.
22. Хамзин С.К Влияние техноло1ических факторов на прочностные показатели грунтов, укрепленных известковочнпсозолькым вяжущим /С.К. Хамзин. К.З. Смай юн //Комплексное использование минеральною сырья. - Алма-Ата, 1984. - М 3.
23. Хамзин С.К Перспективы использования золошлаковых отходов Казахстана в строительстве Комплексное использование минерального сырья - Алма-Ата. 1984. -№4 .
24. Хамзин С.К. Исследование свойств золо-и газошлакобетона 'Комплексное исследование минерального сырья - Алма-Ата. 1985. - № 4 .
25. Хамзин С К. Исследование свойств ЛС1 ких бетонов на основе различных вилов смешанных гипсовых вяжущих повышенной водостойкости. Per. № 01840013059: Отчет о НИР. вып. в ЦИСИ по теме № 0312 /С.К.Хамзин. ЖЛ Байкапов, КЗ. Смаилов. 1982 - 1985 г.г.
26. Хамзин С.К Малоцементный зо.'юбетон /С.К. Хамзин, КЗ Смаилов Матер научно-тсхнич. конф «Вклад ученых ЦИСИ в ускорение НТП», 1-5 апреля 1991.
27. Хамзин С.К. Основные направления реатизации отходов производства Казахстана С.К. Хамзин. К.З. Смаилов /Бетон и железобетон. - 1991. - № 9 .
28. Хамзин С.К. О проблемах с1ронтельного подхода при создании благоприятных условий в животноводческих помещениях /С.К. Хамзин, А.А. Акчабасв и др. //Материалы XXXVI научно-1сорстичсскоЙ конференции ВКТУ им. Д. Ссрикбаева. «Казахстан-2030: региональные проблемы НТП» 31.03-04.04.98. - Усть-Каменогорск. 1998.
29. Хамзин С.К Трособлочная СИСТСМЯ трансформации для монтажа и демонтажа мезатлотентовых сооружений /С.К. Хамзин. Д.М. Байтурсунов, А.А. Буралкиев
Вестник ВКТУ им Д Серикбаева.-^'сть-Камсногорск. 1998. - № 2 30. Хамзин С.К. Основные направления развития строительства в современных ус
ловиях 'Мнровоззренчсско-методологичсские проблемы современной науки и образования: Межвузовский сб. науч. тр.. посвящ. 20-летию КазГАСА. Алматы КазГАСА. 2000 - 41 . - С. 58-62.
Подписано к печати /£",04.2001 г. Формат 60x84 1/16. Бумага ксероксная.
Операгивный способ печати. Тираж 100 экз. Заказ J6 &
33