Основные требования к железобетонным конструкциям и каменным изделиям

Надежность. Под надежностью понимают свойство конструкций зданий сохранять свои эксплуатационные показатели (обеспеченная безопасность и комфортабельность проживающих или работающих в них людей, отсутствие отрицательного влияния на технологический процесс, на работу машин и оборудования) в течение запроектированного (теоретического) срока службы. Практика эксплуатации зданий показывает, что проблема надежности строительных конструкции при снижении их массы является весьма актуальной. Расчеты надежности конструкций зданий являются неотъемлемой частью технико-экономического обоснования при их проектировании. От надежности зданий зависят эффективность капиталовложений, единовременные затраты и расходы на их содержание. Последние в период существования здании могут превышать единовременные затраты на их постройку.

Надежность зданий в основном характеризуется двумя коэффициентами:

gr — отношение фактического срока службы зданий до капитального ремонта к запроектированному сроку службы:

gt — отношение теоретических эксплуатационных затрат к фактическим в период до капитального ремонта зданий.

Коэффициенты надежности gr и gt не должны быть меньше единицы. Они зависят от качества исходных материалов, армирования заводскою изготовления, разнообразных защитных мероприятий в соответствии со степенью aгрессивности среды, проектно — изыскательских и строительно-монтажных работ, условий культуры эксплуатации зданий, своевременного проведения текущих и капитальных ремонтов. Коэффициенты надежности увеличиваются с повышением общей неразрезанности. пространственной жесткости и устойчивости здания, поэтому во всех случаях рекомендуется узлы сопряжения конструкций из сборного железобетона замоноличивать так, чтобы они работали под нагрузкой как единые монолитные системы.

При проектировании необходимо стремиться к тому, чтобы при самых неблагоприятных условиях надежность каменных и железобетонных конструкций оставалась высокой. Теоретические и экспериментальные исследования, направленные на повышение надежности строительных конструкций, расширяются с каждым годом.

Индустриальность. Под индустриальностью конструкций зданий понимают возможность механизированного и автоматизированного их изготовления, а также возможность монтажа и полной отделки в кратчайшие сроки с помощью высокопроизводительных машин и механизмов, при минимальных расходах материалов, затратах ручного труда и общей стоимости (приведенных затратах).Требованиям индустриализации отвечают сборные железобетонные конструкции, изготовляемые на заводах или полигонах сборного железобетона. Заводская готовность поставляемых на стройку строительных конструкций должна быть по возможности максимальной, чтобы исключить послемонтажные отделочные работы. Перевод большинства строительных процессов со строительной площадки на заводы сборного железобетона позволяет повысить надежность строительных конструкций, сократить сроки возведения зданий и снизить их стоимость.

В целях повышения эффективности предприятий сборного железобетона в России проведена большая работа по межотраслевому модулированию основных строительных параметров зданий (продольный шаг колонн, пролеты и высоты помещений, привязки конструкций к основным продольным и поперечным осям). На этой основе осуществлена межотраслевая унификация конструктивных схем зданий и сооружений и строгая типизация сборных железобетонных элементов.

Модулирование габаритных параметров. Под модулированием габаритных параметров строительных конструкций понимают единую модульную систему (ЕМС), предусматривающую градацию размеров по горизонтали и вертикали на базе модуля 100 мм (М) или укрупненного модуля, кратного 100 мм. Под модулем понимают условную единицу измерения. применяемую для координации размеров зданий, их элементов, строительных изделий и элементов оборудования зданий. Для многоэтажных промышленных зданий принята унифицированная сетка колонн 9×6 м под временные нормативные нагрузки на перекрытия 5, 10 и 15 кН/м2 и сетка колонн 6×6 м под временные нормативные нагрузки 10, 15, 20 и 25 кН/м2; высоту этажей Н принимают кратной укрупненному модулю 1,2 м, например 3,6; 4,8; 6 м (см. рис.11). Сетка колонн может быть увеличена до 12×6 и 18×6 м. При этом достигают экономии рабочей площади на 6…8%. Иногда для повышения универсальности и удобства размещения оборудования промышленные многоэтажные здания проектируют пролетами 24, 30 и 36 м. В гражданских зданиях укрупненным модулем для сетки осей принят размер 200 мм (2М). Расстояние между осями сетки в продольном и поперечном направлениях назначают 2…6,4 м, в каркасных зданиях — 6 м. Высота этажей административных зданий 3,3; 3,6 м, кратная модулю 300 мм (ЗМ). Модульная система является предпосылкой внедрения индустриальных методов сборного строительства.

Унификация. Под унификацией объемно-планировочных решений зданий понимают рациональное сокращение числа объектов одинакового функционального назначения, пригодных в жилищном, культурно-бытовом или промышленном строительстве. Она базируется на модулированных габаритных параметрах. Основные объемно-планировочные параметры зданий: шаг колонн, высота этажа, размещение конструктивных элементов по отношению к разбивочным осям здания. Унификация объемно-планировочных решений зданий позволяет унифицировать конструктивные схемы строительных конструкций.

Под унификацией конструктивных схем понимают приведение их к ограниченному количеству типов, пригодных для удовлетворения нужд самого разнообразного назначения. Унификация конструктивных схем строительных конструкций позволяет резко сократить количество типоразмеров элементов конструкций, что положительно сказывается на их возведении (монолитные конструкции), технологии изготовления, транспортировании и монтаже (сборные конструкции).

Унификация объемно-планировочных решений и конструктивных схем строительных конструкций является основой современного индустриального строительства и позволяет создать серии экономичных типовых проектов для массового применения, вследствие чего снижаются сроки и стоимость строительства и повышается его качество.

Типовые проекты являются основой стандартизации элементов конструкций и узлов их сопряжении, без чего невозможен технический прогресс в строительстве. Стандартизация является высшей ступенью типизации. Назрела необходимость перевода значительного количества типовых конструкций в стандарты, что позволит значительно повысить качество строительной продукции. Отступление от унифицированных конструктивных схем приводит к появлению доборных конструктивных элементов и нетиповых сопряжении, требующих дополнительных затрат времени и средств на всех стадиях проектирования и возведения конструкций.

При разработке типовых проектов широко применяют принцип блочной компоновки зданий, согласно которому все вспомогательные помещения объединяют в одно здание, под одной крышей. При такой компоновке достигается максимальная повторяемость одних и тех же типовых элементов, упрощаются узлы в местах примыканий и уменьшается количество типоразмеров изделий.

В России вопросами модулирования габаритных параметров зданий, унификацией объемно-планировочных решений и конструктивных схем занимаются крупнейшие проектные институты. Организована публичная библиотека типовых проектов, которые являются обязательными для применения проектными и строительными организациями, а также предприятиями, изготовляющими сборные железобетонные изделия и конструкции.

Требования к конструктивным схемам. При проектировании строительных конструкций следует применять конструктивные решения, которые в максимальной степени отвечали бы экономическому расходованию металла, леса и цемента, максимальному снижению массы конструкций, трудоемкости и стоимости изготовления и возведения зданий. При этом учитывают местные условия района строительства: вид и качество строительных материалов и изделий, наличие заводов сборных железобетонных конструкций, оснащенность строительства машинами и механизмами.

Технико-экономическое обоснование принятых решений при проектировании конструкций имеет исключительно важное значение. В результате сопоставления вариантов принимают проектное решение, при котором конструкции имеют наименьшую стоимость в деле, наименьшую собственную массу и удовлетворяют в наибольшей степени эстетическим требованиям при всех прочих равных условиях (надежность, прочность, устойчивость).

При проектировании монолитных конструкций предусматривают для каждого объекта минимальное количество унифицированных размеров сечений балок, колонн и других элементов и исходят из индустриальных методов их возведения. Для армирования конструкций широко используют унифицированные арматурные изделия в виде сеток и каркасов заводского изготовления. Предусматривают мероприятия, обеспечивающие развитие в узлах элементов конструкций пластических деформаций, значительно повышающих сопротивление конструкций непродолжительному действию внешних воздействий.

Технико-экономическая эффективность. Под технической эффективностью понимают способность конструкций к наиболее полному и длительному удовлетворению заданных эксплуатационных требований с учетом возрастающих эстетических запросов людей. Решающими показателями технической эффективности каменных и железобетонных конструкций являются энергоемкость и трудоемкость их изготовления, расход исходных материалов, масса, долговечность и надежность в эксплуатации при соблюдении установленных правил.

Под экономической эффективностью понимают минимум приведенных затрат на готовые конструкции «в деле». Она повышается за счет применения рациональных тонкостенных пространственных и неразрезных (статически неопределимых) систем, камня, бетонов и сталей повышенной прочности и разнообразных легких бетонов и каменных материалов. Наиболее целесообразными считают конструкции с лучшими технико-экономическими показателями при всех прочих равных условиях (надежность, индустриальность, технологичность, эксплуатационные качества, экономичность и др.).