Железобетон

Сборный железобетонный унифицированный каркас

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

2. СИСТЕМА ТИПИЗАЦИИ В УНИФИЦИРОВАННОМ КАРКАСЕ

Подход к системе типизации. Типизация в строительном проектировании—это комплексная деятельность, направленная на установление параметров, структуры, взаимодействия и других существенных характеристик строительных элементов и их составных частей, предназначенных для массового производства и строительства, а также способов и методов возведения зданий и сооружений.

Главной задачей типизации при разработке Единого каталога было создание основы для эффективного развития индустриализации строительства и заводского производства при оптимальном удовлетворении градостроительных, архитектурно-планировочных, функциональных, эксплуатационных, технических, технологических, экономических, эстетических и других требований на основе широкой и всесторонней унификации.

Основной принцип типизации состоит во взаимной независимости предметов типизации (параметров, изделий,узлов соединения), при которой изменение любого из них в рамках установленных правил  не влечет за собой изменения  других  предметов типизации.

Один из важнейших критериев целесообразности типизации и унификации при проектировании — многократность повторения предмета типизации при обеспечении вариантности объемно-планировочных решений зданий и сооружений.

В типовых решениях учитывались возможности модернизации или замены без особых затруднений строительных элементов и оборудования, а также автоматизации процессов проектирования и строительного производства.

В процессе подготовки к типизации общественных зданий в Москве были выявлены: объекты типизации (классы зданий и сооружений); необходимые параметры для учета в инженерно-технических системах; функциональные и планировочные схемы, отвечающие принятым конструктивным системам; архитектурно-планировочные и градостроительные требования к объектам на основе типизированных деталей и конструкций; конструктивные решения и эксплуатационные параметры; материально-техническая база строительства, включающая производство, транспортирование и монтаж строительных элементов; нормативная база типизации и перспективы ее совершенствования.

Типизация в проектировании была завершена разработкой типовых строительных элементов, конструкций и узлов их соединений; типовой методики формирования зданий и сооружений; типовых методов инженерно-технических и экономических расчетов; типовых методов оформления проектной документации.

Система типизации, принятая при разработке унифицированного каркаса, основывалась на указанных выше принципах при обеспечении возможности открытой типизации и отвечала следующим основным положениям: типизация и унификация изделий, а не зданий; любое изделие и конструктивный узел системы каталога могут применяться в любом здании; соблюдение принципа взаимозаменяемости изделий; общность и взаимосвязь конструктивных систем, возможность раздельного и совместного их применения в одном типе зданий и в различных типах зданий; единая система модульной координации   размеров и конструктивных   параметров;

единство правил привязки изделий и конструкций к модульным осям зданий; единство правил определения конструктивных размеров изделий; вариантность систематизированных унифицированных рядов однотипных изделий, всех конструктивных элементов зданий; единство правил разрезки конструктивных элементов зданий на сборные изделия; принцип многовариантности архитектурно-планировочных и конструктивных ситуаций; принцип единства унифицированных конструкций узлов соединения и стыков сборных изделий в одной и различных конструктивных схемах; системный принцип названий и маркировки изделий; принцип индивидуализации изделий, определяющих внешний облик здания.

Типизация при создании унифицированного сборного железобетонного каркаса проводилась по уровням типизации сверху вниз: от более общих элементов типизации или целевых установок к более конкретным или частным; от типов зданий и сооружений к функциональным процессам и от них к архитектурно-планировочным ситуациям и объемно-пластичным средствам архитектурно-художественной выразительности и инженерно-техническим системам, удовлетворяющим общим элементам типизации; далее к типам сборных железобетонных изделий и конструкций, узлам сопряжения сборных железобетонных элементов. Завершающий этап — маркировка изделий и разработка унифицированных способов и средств оформления проектной документации.

В каждом элементе типизации устанавливались ограничения с целью достижения максимального числа сборных железобетонных изделий как конечного итога типизации. При этом производилась проверка взаимного влияния ограничений одного из элементов типизации на все прочие элементы.

Кроме того, учитывались и повторяемость того или иного элемента типизации, и его влияние как на итоговое число типоразмеров и марок индустриальных   элементов, так и на их тиражность.

Социально-экономические и градостроительные задачи, определенные Генеральным планом развития Москвы, позволили установить, что создаваемая система индустриальных сборных железобетонных каркасных конструкций должна обеспечить строительство широкой номенклатуры зданий, необходимой для комплексной застройки города — лечебных, торговых, административных, лабораторных и учебных корпусов, производственных зданий с высотой этажа 3,3 м; зданий конструкторских бюро, научно-исследовательских институтов, лабораторных корпусов, крупных торговых предприятий, промышленных предприятий с высотой этажа 3,6; 4,2 и О м; жилых домов для ответственных в градостроительном отношении участков города с высотой этажа 3 м; первых этажей в панельных и каркасно-панельных домах для размещения предприятий обслуживания населения с высотой этажа 4,2 м и т. д. Разнообразные функционально-технологические требования к объемно-планировочным решениям этих зданий, необходимость гибкой планировки и широкой градации высот, наличие в объектах больших свободных пространств, обеспечивающих решение функционально-технологических вопросов, исключали возможность использования здесь крупнопанельных конструкций и требовали создания системы каркасных конструкций, отвечающих принципам и методам каталога.

Типизация архитектурно-функциональной организации зданий, охватываемых типовой каркасной системой, основывалась на оптимизации функционально-технологических связей для всей номенклатуры зданий данной системы, обеспечении компактности объемов, гибкости планировочной структуры. Основным методом решения проблемы было экспериментальное проектирование группы-разнохарактерных объектов с последующим методом экспертных оценок принятых решений. В группу таких объектов входили Институт хирургии им. А. В. Вишневского, жилые и административные здания на проспекте Калинина, здание СЭВ, производственно-лабораторный корпус 2-го часового завода и ряд других.

Основным фактором в решении вопросов внутренней организации здания является выбор модульных рядов для заданных планировочных ситуаций с определением приоритета для тех или иных модулей.

При определении планировочных ситуаций для всей номенклатуры зданий, охватываемых системой каркасных конструкций, и-при учете возможных градостроительных требований было установлено, что развитая система унифицированного каркаса должна обеспечивать кроме прямоугольных планов зданий образование различных по размерам выступов и западов на принятой модульной сетке, а также возможность   поворота осей здания

При формировании системы конструкций рассматривалась возможность применения укрупненного планового модуля 15М г; модульным рядом 1500, 3000, 4500, 6000, 7500, 9000 мм, имеющим 6 членов ряда по сравнению с 12 членами ряда в направлении ригелей при модуле 6М и семью членами ряда в направлении панелей перекрытий. На основе выявленной зависимости числа типоразмеров изделий от числа членов модульного ряда было уст;). новлено, что во втором случае происходит увеличение номенклатуры сборных индустриальных изделий в 2,9 раза (за счет-настилов перекрытий, ригелей, диафрагм жесткости, лестниц и нач ружных ограждений).

Как показали исследования, оптимальной по расходу матери-плои (стали и бетона) является модульная ячейка каркаса, близкая к 6X6 м.

Вместе с тем важным моментом формирования плана здания и ил яются градостроительные условия, например план участка, наличие окружающих строений, требования к пластичности объема и др.

Разнообразие застройки и самих зданий характеризуется со-иокупностью архитектурно-планировочных, типологических, функциональных и конструктивных факторов, в состав которых вхом-я г: рациональный состав квартир по числу комнат и их процент-пому соотношению в жилых домах и функционально обоснованный набор и вместимость помещений в зданиях культурно-быто-IIDI4) назначения, отвечающих требованиям демографии населения города и назначению зданий; различная ориентация зданий но сторонам света — универсальная, широтная, меридиональная, удовлетворяющая нормативным требованиям инсоляции помещений; различное функциональное назначение зданий культурно-бытового назначения и жилых домов — обычные, шумозащитные, общежития и назначение первых этажей — жилые, нежилые, смешанные и др.; различная пластика домов — уступы, выступы, ри-тлиты, лоджии и др.

Таким образом, решение архитектурно-художественных и градостроительных, равно как и функциональных, задач ведется в полной взаимоувязке с инженерно-техническими соображениями, из которых'первейшими являются обеспечение прочности и устойчивости здания оптимальным путем, сокращение в одном объеме числа разнохарактерных решений, приводящих к росту числа марок изделий на одном объекте; уменьшение числа изделий, имеющих разную массу, и вынужденных нетиповых решений. Как было сказано, задача поиска архитектурно-выразительного, функционально-грамотного и инженерно-оптимального решения является задачей комплексной, решаемой в творческом содружестве представителей всех специальностей проектировщиков.

Привязка конструктивных элементов к модульным разбивочным осям принималась с учетом возможного использования строительных изделий одних и тех же типоразмеров в качестве средних и крайних однородных элементов. При этом элементы, приобретающие (вне зависимости от совпадения геометрических размеров) специфические характеристики при их расположении у крайних осей, не учитывались.

Номинальные размеры конструктивных элементов, не связанных непосредственно с унифицированными объемно-планировочными параметрами зданий, принимались в соответствии с производными модулями и пределами их применения, установленными СНиП.

К таким размерам относятся сечения колонн, ригелей, толщины перекрытий, диафрагм жесткости, элементов наружных ограждений и другие размеры, определяемые в результате статических расчетов конструкций или исходя из теплотехнических и акустических требований.

Номинальные размеры конструктивных элементов, непосредственно связанные с объемно-планировочными параметрами здания, и, в частности, длина колонн, ригелей, панелей перекрытий, наружных стеновых панелей, назначены в соответствии с унифицированными объемно-планировочными параметрами (размеры поперечных и продольных шагов зданий), а также с учетом конструктивных интервалов и принятого членения конструкций.

Толщина однослойных керамзитобетонных наружных стен на основании расчетов по оптимальному сопротивлению теплопередаче принята 340 мм (принятая толщина не соответствует ряду унифицированных толщин 200, 250, 300, 350 и 400 мм, установленному впоследствии).

Номинальные высоты колонн и диафрагм жесткости отвечают установленной высоте этажа. Номинальная ширина основных панелей перекрытий выбрана кратной ЗМ, т. е. 300 мм.

Номинальная высота и ширина оконных проемов в четвертях, а также ленточного остекления назначена в соответствии с ГОСТ 11214—78 и кратна 300 мм. Номинальная ширина рядовых простенков принята кратной ЗМ. Ширина угловых простенков определена с учетом особенностей  конструкции   узла   сопряжения стен.

Номинальная высота дверных проемов для внутренних стен (в диафрагмах жесткости) и для балконных дверей жилых домов 2200 мм, ширина дверных проемов 1200 и 900 мм.

Подъем лестничных ступеней принят 150 мм, ширина проступи— 300 мм. Номинальная ширина лестничных маршей 1050 и 1350 мм; ширина лестничных площадок соответствует конструктивной ширине марша.

Конструктивные размеры изделий приняты равными соответствующим объемно-планировочным параметрам зданий или номинальным размерам этих изделий за вычетом конструктивного интервала и установленного нормированного зазора.

Унифицированные нагрузки. Все элементы сборных железобетонных конструкций унифицированного каркаса запроектированы с учетом унифицированных расчетных параметров. Эти расчетные параметры определены номинальной несущей способностью, характеризуемой унифицированной расчетной нагрузкой, и фактической проектной несущей способностью, близкой к номинальной и определяемой размерами сечения изделия, сортаментом арматурной стали, маркой и видом бетона.

Унифицированные нагрузки установлены в виде округленных значений унифицированных вертикальных равномерно распределенных расчетных нагрузок на панели перекрытий и ригели (без учета собственного веса рассматриваемых конструкций); унифицированных нормативных нагрузок, соответствующих унифицированным расчетным нагрузкам; частей унифицированных нормативных нагрузок, учитываемых при расчете конструкций как длительно действующие; частей расчетных и нормативной унифицированных нагрузок, учитываемых при расчете конструкций как   временные.

Унифицированные нагрузки установлены дифференцированно на панели перекрытий и ригели. При этом на основе технико-экономических обоснований из рекомендованного СНиП ряда нагрузок для расчета унифицированного каркаса отобраны 6; 12,5 и 16 кН/м2.

Унифицированные нагрузки на ригели 7,2; 11; 14,5 и 21,5 кН приняты в соответствии с требованиями СН 382-67 «Указания по применению унифицированных нагрузок при проектировании типовых железобетонных   конструкций для сборных   перекрытий и покрытий зданий».

Тяжелый каркас разработан исходя из принципа полного сочетания со всеми конструктивными элементами легкого каркаса, т. е. предусмотрена возможность включения в здания из легкого каркаса элементов тяжелого каркаса и, наоборот, в плане (в направлении ригелей и настилов) и по высоте.

Маркировка изделий. Индустриальные сборные железобетонные и керамзитобетонные изделия маркируются по смешанной буквенно-цифровой системе, характеризующей параметры типоразмера, детальные (рабочие) параметры и марку изделия. Понятия «типоразмер» и «марка» имеют главным образом методологическое значение.

Типоразмер определяет характеристику основных параметров изделий: конструктивный элемент здания, например панель перекрытия или панель наружной стены; строительный материал — бетон, железобетон и т.д.; основные габариты (предельные)—длина, ширина, высота (толщина); пространственную геометрию (правое, левое изделие).

Марка определяет детальную (рабочую) характеристику параметров изделия: несущую способность, в том числе марку бетона, армирование, конструкцию армирования, закладные детали, подъемные устройства, технологические скосы, отверстия, проемы, канальные прокладки и др.

Буквенная часть маркировки может состоять из одной, двух, трех и реже из четырех, пяти букв, обозначающих наименование части здания или элемента и характеристику типа изделия, т. е. параметры типоразмера.

Цифровая часть маркировки указывает размеры, а в отдельных случаях функциональные параметры изделий или условный порядковый номер, а также номинальную несущую способность.

Кроме того, маркировка может содержать дополнительные буквенные индексы, характеризующие частные различия (например, индекс «т», характеризующий колонны с усиленной консолью) или различие параметров изделий (например, индекс «л» —левая, «п» — правая, обозначающий «зеркальные» изделия).

В общем виде маркировка изделий состоит из двух частей: первой — буквенного обозначения изделия и второй — цифровой, дополняемой буквенными индексами.

В маркировке колонн буквами обозначены: КР — колонна рядовая, КТ —колонна торцовая, КФ — колонна фасадная, КЛА — колонны лоджий с длинными консолями для опирания балконных плит, КВР, КВФ, КВТ—колонны верхнего этажа.

Цифрами  обозначены:  для  двухэтажных  колонн — удвоенная высота этажа в дециметрах и ступень   несущей   способности, для одноэтажных колонн — высота   этажа в дециметрах и ступень несущей способности. Например: КФ-24-2 — колонна фасадная одноэтажная для высоты этажа 2,4 м, ступень несущей способности—|и 2; КР-72-6 — колонна рядовая   двухэтажная   для   высоты   этажа] 3,6 м, ступень несущей способности — 6.

Наличие в колоннах дополнительных закладных деталей для j крепления диафрагм жесткости, опирания ригелей по граням, не имеющим консолей, промежуточных площадок лестниц, наружных] стеновых панелей в углах здания отражается в маркировке дополнительными буквами — с, ее, п, л, у.

Каждому индексу соответствует только один тип закладной детали. Комбинация закладных деталей обозначается комбинацией] соответствующих дополнительных букв. Например, КРССП-60-3—I колонна рядовая с дополнительными закладными деталями типа] СС и П; КФПЛУ-60-3 — колонна фасадная с дополнительными за-] кладными деталями типа П, Л, У.

Консоль для опирания ригелей рассчитана на 360 кН. При] опорных реакциях ригелей до 500 кН применяются колонны с усиленными консолями. Колонна с усиленной консолью имеет в конце маркировки индекс «т». Например, колонна КР-60-6 с усиленной: консолью маркируется КР-60-6т.

Консоли для опирания конструкций лоджий и балконов предусмотрены одного опалубочного типа с основным и облегченным ар мированием  (для ступени несущей способности—2), отражаемым в буквенной маркировке. Например, колонна марки КЛА — основ ное армирование, ЭКЛА — облегченное армирование.

В маркировке ригелей буквами обозначены:

РА — ригели коридорные таврового сечения уменьшенной высо ты под расчетную унифицированную нагрузку 72 кН/м для прс.ле тов 1,8; 2,4; 3; 3,6 м;

Р — ригели рядовые таврового сечения под расчетную унифи цированную нагрузку 72 кН/м для пролетов   от 1,8 до 9 м и под Е расчетную унифицированную нагрузку ПО кН/м для   пролетов от Я 3 до 9 м;

РР — ригели-распорки для наружных осей здания   под расчетную унифицированную нагрузку 52 кН/м для   пролетов от 1,8 до 6,6 м и под расчетную   унифицированную   нагрузку   72 кН/м для пролетов от 1,8 до 9 м;

РЛ — ригели лестничные, односторонние для пролетов 3; 6; 6,6; 7,2 м под расчетную унифицированную нагрузку 72 кН/м.

Цифрами обозначены пролет в дециметрах и ступень несущей способности, например РР-56-15 — ригель-распорка длиной 56 дм под расчетную нагрузку (с учетом собственного веса)  я-; 15 кН/м

В маркировке диафрагм жесткости буквами обозначены: ВЖ, НЖ — беспроемные, бесконсольные; ВЖК, НЖК — беспроемные, одноконсольные; ВЖХК, НЖГК — беспроемные, двухконсольные. Буква В означает для верхних этажей, буква Н — для нижних.

Цифрами обозначены округленная длина диафрагмы (первая группа цифр) и высота этажа в дециметрах. Например, ВЖГК-32-33 — беспроемная, двухконсольная диафрагма жесткости для верхнего этажа, длиной 3170 мм для высоты этажа 3,3 м.

Диафрагмы с дверным проемом имеют индекс «Д». Индексы АНБ означают ширину дверного проема 1210 мм, В и Г — 910 мм. Элементы стен с индексом «Л» обозначают наличие закладных деталей или консолей для крепления лестничных маршей.

В маркировке элементов перекрытий буквами обозначены: НВ — пустотные настилы; НРФ — пустотные распорки фасадные; НРВ — пустотные распорки внутренние; НРФЛ — сплошные распорки фасадные лестничные; НРД — распорки сплошные добор-ныё: НРС — распорки сантехнические корытные; НРК — ...А, НРК—...Б—распорки керамзитобетонные сплошные с заводскими отверстиями.

Цифрами обозначены длина и ширина    изделия в дециметрах.

Например, НФР-40-11—распорка фасадная для пролета 4,2 м шириной 1100 мм под расчетную унифицированную нагрузку 6 кН/м2.

Элементы перекрытий под расчетную унифицированную нагрузку 12,5 кН/м2 имеют в конце маркировки индекс «т» (например, НРФ-40-11т).

В маркировке балконных плит буквами обозначены: ПБ— плита балконная рядовая; ПБУ — плита балконная угловая; ПБП — плита балконная рядовая с отверстием для   пожарной   лестницы.

Цифрами обозначены длина и ширина плиты в дециметрах.

Для всех лестничных маршей применяется единая буквенная маркировка — ЛМ. Цифрами последовательно обозначается высота этажа (для двухмаршевой лестницы), заложение лестницы (пролет по длине) и ширина лестничного марша. Например, ЛМ-33-60-13— лестничный марш для высоты этажа 3,3 м в пролете 6 м с шириной марша 1350 мм.

В маркировке панелей наружных стен буквами обозначены: МФ — панели ленточные рядовые; МПФ — панели ленточные рядовые без вырезов для перекрытий; МФУ — блоки угловые; МП — простенки рядовые; МПУ — простенки угловые с одним плоским облицованным торцом; МС — уголковые панели типа «сапог» с одним облицованным торцом для торцовых стен в западах и уступах фасадов; МУ — панели ленточные для внутренних углов стен с привязками 740 мм к осям колонн. У панелей с индексом «т» типовые торцы располагаются справа, а торцы с вырезами — слева при взгляде изнутри здания.

Панели с индексом «н» зеркальны панелям с индексом «т». ПР, ПРУ — парапетные плиты; МПД — подоконные вставки.

В маркировке ленточных панелей первые две цифры — длина панели в дециметрах, вторые две цифры — высота панели в дециметрах; цифры в знаменателе 6, 9, 12 обозначают округленный размер свеса панели от уровня перекрытия в дециметрах.

В маркировке угловых блоков цифра 7 — симметричный блок размером 735x735 мм, цифра 6 — несимметричный блок размером в плане 595X735 мм, вторые две цифры — высота блока в дециметрах, цифры в знаменателе 6, 9, 12 приняты по аналогии с ленточными панелями. У блоков МФУ-6 с индексом «т» торец размером 735 мм располагается слева при взгляде изнутри здания. Блоки с индексом «н» зеркальны блокам с индексом «т». В маркировке панелей вертикальной полосовой разрезки: MB — панели основные рядовые; МВУ—панели основные угловые с плоским облицованным торцом. У панели с индексом «т» облицованные торцы располагаются слева при взгляде изнутри здания.

Панели «н» зеркальны панелям «т». МВГ — панели основные для уступов фасадов; МВФ — панели основные межоконные; МВН — панели нижние рядовые; МВНУ —панели нижние угловые с одним облицованным торцом.

Числами обозначены длина и высота панели в дециметрах.

В панелях МВН и МВНУ последние две цифры обозначают высоту этажа.

В маркировке панелей наружных стен для нулевых циклов: НЦ—панели наружных стен цокольные, Н — ...—Н — надцокольные. Цифрами обозначены: первое двузначное число после букв — длина, второе число— высота панели в дециметрах.

Буквы после дефиса характеризуют марку изделия: В — панель с продухом (отверстием для вентиляции подполья), Н — панель с нишей для ввода инженерных коммуникаций (теплотрасс, коллекторов и т. п.), П — панель с оконным проемом, Д — панель с дверным проемом, Б — панель для внутреннего угла, У — панель для внешнего угла; п (л) — правое (левое) исполнение.