ГК МКС. Блог проектировщиков и строителей

Расскажем вам кое-что интересное: про сборный и монолитный железобетон, про изделия и оборудование, про строительство и проектирование.

Жилой дом в Урае: идёт последний этап строительства

Урай — небольшой город в Ханты-Мансийском АО: в нём проживает 40 тысяч человек. Однако последние несколько лет численность населения здесь растёт. В 2017 году мы подписали договор с заказчиком на проектирование 6-секционного жилого дома переменной этажности — и сегодня делимся с вами фотографиями со строительной площадки.

Урай относится к району Крайнего Севера: отрицательная температура в городе держится до 260 дней в году. Заказчику было важно, чтобы процент монолитных работ был минимальным. Поэтому наш сборный каркас оказался подходящим: в нём этот показатель не превышает 10%.

На фото вы видите третий, последний этап строительства: в его рамках подрядчики возведут две 7-этажные блок-секции. Стоит отметить, что строительство идёт полным ходом: последний этап планируют завершить к 2019 году.

Дом культуры в Валках прошёл госэкспертизу

Ещё один объект в копилку: 23 июля наш проект дома культуры в селе Валки Нижегородской области получил положительное заключение государственной экспертизы.

Дом культуры рассчитан на 180 мест: помимо зрительного зала в нём предусмотрены кружковые и гримёрные помещения, кинопроекционная и кабинеты администрации. На территории вокруг здания будут расположены прогулочная зона и парковка.

Строительство сельского клуба планируют начать в текущем году.

Что дешевле: кирпич или ж/б каркас? Сравниваем на примере реального объекта

Самые популярные вопросы у наших заказчиков — какая себестоимость будет у квадратного метра объекта и почему сборный каркас выгоднее, чем кирпич. Чтобы ответить на первый вопрос, мы подсчитываем предварительную смету. Несмотря на то что она индивидуальна для каждого объекта, это быстрый и эффективный способ доказать наши преимущества.

Ответ на второй вопрос вы узнаете из этой статьи. По просьбе одного из заказчиков мы посчитали и сравнили расходы на 1 этаж дома в кирпичном и каркасном исполнении. Объект — 9-этажный жилой дом в г. Советский, ХМАО. Проектная документация передана заказчику в 2017 году.

  • Количество квартир на этаже: 7 шт.
  • 1-комнатные: 4 шт.
  • 2-комнатные: 3 шт.
  • Габариты этажа: 21х23,84 м
  • Площадь типового этажа: 355,1 м2

Одинаковые затраты будут для плит перекрытий, лестничных клеток, шахт лифтов и межкомнатных перегородок. Их в сравнении учитывать не будем.


Различия

Основное различие — элементы несущей конструкции и внутренние межквартирные стены. Посчитаем затраты на строительство «коробки» для 1 этажа.

В кирпиче

В кирпичном исполнении конструкции выглядят так:

Стены Толщина
Наружные 510 мм
Внутренние несущие 380 мм
Межквартирные ненесущие 250 мм
Объем кладки на этаж 192,44 м3
Стоимость кирпича* 836 156,9 руб.
Стоимость кладочной сетки** 116 259,1 руб.
Стоимость раствора*** 117 081,21 руб.
Стоимость работы каменщиков**** 346 394,11 руб.
Итого стоимость несущей системы на этаж 1 415 891,32 руб.

*— кирпич силикатный рядовой по цене 11 р/шт.
**— укладка через 4 ряда кирпичей.
***— марка М100, цена 2 600 руб./м3, норма расхода 0,234 м3/м3.
****— по цене 1 800 руб./м3.

В каркасе

Для сборно-каркасного исполнения мы произведем расчёт стоимости железобетона несущих конструкций (колонна, ригель, диафрагма жесткости) и стен из газосиликатных блоков толщиной 300 мм.

Стоимость ЖБИ* 797281,88 руб.
Работы по сборке каркаса на этаж** 324 264 руб.
Объем кладки газобетонных блоков 87,27 м3
Стоимость газобетонных блоков 200729,14 руб.
Стоимость раствора для газобетона 30 720,29 руб.
Стоимость работ по кладке*** 157 092,37 руб.
Итого стоимость несущей системы на этаж 1 510 087,68 руб.

*— колонны, ригели, диафрагмы жёсткости при собственном производстве.
**— стоимость работ 600 руб./м2.
***— по цене 1 800 руб./м3.

Кирпич дешевле сборного каркаса на 94 196,35 руб. Но у каркаса есть ряд преимуществ.


Фундаменты

Стоимость фундаментов снижается за счёт того, что каркас весит меньше кирпича:

Масса несущей системы этажа в кирпиче* 346,39 т
Масса несущей системы этажа в сборном каркасе** 158,49 т

*— из расчета 1800 кг/м3 плотность кладки
**— из расчета плотности железобетона 2 500 кг/м3 и плотности газобетонной кладки 500 кг/м3

Исходя из расчета усредненной несущей способности сваи в 40 тн. можно уменьшить количество свай на 5шт/этаж.

Экономия на сваях* 58 400 руб.
Экономия на транспортных расходах(средняя) 5 000 руб.
Экономия на забивке свай** 47 500 руб.
Экономия на рубке и пушении свай*** 4 725 руб.
Итого экономия на фундаменте 115 625 руб.

*— из расчета стоимости сваи С 100.30.8 — 11 680 руб.
**— из расчета средней стоимости — 950 руб./п.м.
***— из расчета 945 руб./шт.

Дополнительно сокращаются сроки подготовки свайного поля: чем быстрее будет построен и введен в эксплуатацию дом, тем меньше затрат понесет компания на арендной плате за земельный участок.


Продажа квартир

Несущий элемент в кирпичном строительстве — стена: чем больше на неё нагрузка, тем она толще. Стены забирают квадратные метры продаваемой площади.

Толщина наружной несущей кирпичной стены 9-этажного дома составляет 510 мм, внутренней несущей стены — 380 мм, межквартирной ненесущей — 250 мм.

Толщина всех стен в каркасном доме 300 мм: фактически это обусловлено эстетическими требованиями, чтобы скрыть колонны и ригели. Разница по наружной стене составляет 210 мм, по внутренней — 80 мм, а межквартирная ненесущая в кирпичном исполнении даже тоньше на 50 мм, но на практике ТЭПы домов выглядят так:

Продаваемая площадь квартир на этаже в кирпичном доме 327,9 м2
Продаваемая площадь квартир на этаже в сборном каркасе 355,1 м2
Разница в площадях 27,2 м2

Доход от продажи будет варьироваться исходя из стоимости квадратного метра.

Стоимость продажи квадратного метра, руб. 30 000 32 000 35 000
Дополнительный доход на этаж, руб. 816 000 870 400 952 000

Суммарная разница

Результаты сравнения можно объединить в следующую таблицу:

Параметр сравнения Каркас
Стоимость относительно кирпича, руб. +94 196,35
Экономия на фундаменте, руб. -115 625
Покрытие расходов за счёт продажи большей площади, руб. -816 000
Итого экономии на этаж, руб. -837 428,64

Таким образом, на строительстве одного 9-этажного дома заказчик экономит от 7 536 857,85 руб. за счёт смены несущей системы.

8 главных элементов сборного каркаса МКС

Мы проектируем и строим здания и сооружения преимущественно в сборно-монолитном железобетонном каркасе. Расскажем в этой статье про его особенности и преимущества, а также пройдемся по его 8 основным элементам.

Почему сборно-монолитный?

Несущий остов в наших проектах представлен готовыми заводскими изделиями — это колонны, преднапряжённые ригели, плиты перекрытия и другие элементы. Все элементы объединяются с помощью омоноличивания стыков — колонны с ригелем и ригеля с плитой перекрытия. При этом объём монолитных работ не превышает 7% от общего объёма работ строительства.

Это дает нам экономический эффект за счёт быстрого возведения несущих конструкций: под одним краном строители монтируют до 4000 кв.м каркаса в месяц. Производство монолитных работ существенно зависит от погодных условий и времени года. Суровый климат в нашей стране вынуждает строителей использовать дополнительные средства: модификаторы для понижения температуры замерзания воды, электропрогрев бетона или другие способы поддержания тепла.

Это приводит к удорожанию строительных работ. Представьте, если вы строите, например, небольшое по современным меркам 9-этажное здание из монолитного каркаса: сколько энергии потребуется для его прогрева?

Наша технология строительства позволяет изготовить на заводе сборные элементы с высокой степенью точности и надежности, ускорить темпы строительства в 1,5-2 раза по сравнению с монолитным и кирпичным строительством, снизить расход основных материалов(цемент, щебень, арматура) в среднем в 2 раза, а также производить строительные работы до -25°С без потери качества и скорости монтажа конструкций.

Конструктивные особенности

Наша каркасная система дает большой простор для архитекторов: им будет несложно сформировать объёмно-планировочные решения за счёт сетки колонн до 12х12 м, которые соединяются ригелями под любым углом. Обычно ригели ухудшают эстетику интерьера помещений — их края выступают в местах пересечения потолков и стен. В нашем каркасе такого нет: мы закладываем ригели в межквартирных стенах или скрываем их в раскладке плит перекрытий.

Cборный каркас позволяет нам увеличить полезную площадь квартир на 5-9% в сравнении с кирпичным домостроением и в зависимости от планировочных решений. В преимущество железобетона верил архитектор Ле Корбюзье уже в начале 20 века: он декларировал знаменитые «5 отправных точек современной архитектуры». В них он отверг предназначение стен как несущей конструкции, провозгласил свободную планировку помещений и свободный от нагрузок фасад, который теперь может принимать любые формы. Эти положения актуальны и сейчас: железобетон был главным строительным материалом XX века и скорее всего останется им в XXI.

Элементы каркаса

А теперь — краткий обзор 8 главных элементов нашего каркаса.

1. Колонны выполняются неразрезными высотой до 5-ти этажей. Сечение колонн определяется расчетом и может быть от 250х250 до 400х600 с шагом 50 мм в любом направлении. Если потребуется большее сечение колонны по расчету, то производится стыковка двух колонн или параллельно, или под углом, или в виде «Т»-образное сечения. Стыковка колонн по высоте выполняется посредством штепсельного стыка.

2. Ригели могут быть длиной до 12 (иногда до 15) метров. Наиболее оптимальная с экономической точки зрения сетка для жилья 7-7,5 м. Сечения ригелей в основном 300х250(h) или 400х250(h). А в случае попадания ригеля в край жилой комнаты — высотой сечения 100 и 150 мм. Соответственно, связевые ригели вдоль плит перекрытия могут выполнятся скрытыми.

3. Плиты перекрытия применяются как безопалубочной формовки (ПБ), так и с агрегатно-поточных линий (ПК). Допускается устройство вырезов в плитах в ПБ — шириной не более 1-й пустоты, в ПК — до 1/3 пролета, но с внесением усиления в чертежи изделия.

4. Лестницы состоят из сборных маршей, индивидуальных балок под их опирание и пустотных плит для площадок.

5. Диафрагмы жёсткости устанавливаются в зданиях выше 5-ти этажей. Чаще всего диафрагмы размещают в районе лестничной клетки с частичным опиранием на нее лестничной площадки и балки, а также в межквартирных перегородках.

6. Шахты лифтов выполняются как полносборные (тюбинги), так и состоящие из отдельных панелей. Они объединяются в пространственный элемент на строительной площадке с помощью стыковки элементов на сварке или омоноличивания выпусков в торцах панелей.

7. Балконные плиты обычно применяются в сборном исполнении с опиранием на 2 или 3 стороны. Конфигурация балконных плит может быть различна в зависимости от архитектурных решений.

8. Консольные рамки устраиваются под кирпичную кладку, когда она используется в качестве облицовки фасада. В рамки мы помещаем термовкладыши, чтобы обеспечить утепление ригелей и колонн каркаса.

Посмотрите видеоролик, в котором наглядно продемонстрирован наш сборно-монолитный каркас.

Строительство на севере. Как забыть о монолите?

В России много городов на Севере. В советское время были основаны Норильск, Новый Уренгой, Когалым — новые центры промышленной силы. И в 2018 году здесь продолжают строить жильё: например, сейчас мы проектируем 5-секционный жилой дом в Новом Уренгое.

В этой статье вы узнаете, какие решения мы предлагаем для строительства в условиях Севера. И расскажет об этом гендиректор МКС — Алексей Лазарев.

Задумывались ли вы когда-нибудь, как застройщик выбирает материал, из которого он будет строить объект? Будет ли это кирпич, металл, сборный или монолитный железобетон? Что выйдет дешевле? Что быстрее построить?

Почему монолит?

Опираясь на свой 12-летний опыт руководства строительной организацией, я могу уверенно сказать, что застройщики хотят возводить здания в монолитном железобетоне. Я вижу здесь как минимум 3 причины.

  • Низкая материальная база. Считается, что для открытия бизнеса достаточно опалубки, арматуры и бетона.
  • Низкая квалификация рабочих. Рабочие получают деньги не за качество, а за объем уложенного бетона.
  • Морально устаревшие советские ж/б серии. Их высокая унификация не позволяет реализовывать нестандартные архитектурные решения.

Из-за большого наплыва застройщиков-монолитчиков, которые хотят реализовать ликвидный бизнес, мы получаем сотни домов с промороженным каркасом и неправильно уложенной арматурой. А строительство промахов не терпит: по статистике 50% аварий происходят из-за ошибок на этапе строительства.

Нельзя получить хороший дом, если экономить на проекте, материале и рабочей силе, ровно как невозможно жить в вигваме на севере или в юрте на юге. У каждого региона своя методика и технология строительства, а экономии можно достичь, если применять новые подходы в расчетах и разработке конструкций.

Большая часть России — это холодный климат. Экономное монолитное строительство в таких условиях невозможно: необходимо прогревать бетон для набора достаточной прочности. Поэтому российские проектировщики задумались о сборных каркасах нового образца, которые позволили ли бы воплотить в реальность любую задумку архитектора.

Что придумали?

Первым опытом стала адаптация под Россию французского сборно-монолитного каркаса SARET. Это были колонны и ригели заводского изготовления в сочетании с монолитными перекрытиями, с помощью которых можно было перекрыть помещение любой конфигурации. Однако перекрытие было без преднапряжёния, из-за чего не получилось достичь экономического эффекта.

Дальше нужно выделить 4 сборных каркаса российской разработки: «Казань-1000», «УДС»,«КУБ» и «АРКОС». Разработчики «Казань-1000» не стали применять преднапряжённые конструкции, поэтому здесь максимальный пролет перекрытия — 6 м, к тому же имеет большую металлоемкость.

В каркасе «УДС» так же используется ненапряжённая арматура, а сами ригели коробчатого сечения. Но главное, такие ригели проблематично использовать при отрицательной температуре: в их глубокие пазы легко попадает снег, и при стыковке сборной и монолитной части возможно образование холодного шва.

В системе «КУБ» фиксированный шаг колонн, высокое армирование и сложность монтажа.

То же самое касается системы «АРКОС»: ригель без преднапряжённой арматуры, а его стык с плитой трудно выполнить ровно.

Что предлагаем мы?

Изучив эти каркасные системы, мы предложили собственную несущую систему — это сборный каркас с жесткими монолитными стыками и преднапряжёнными ригелями. Каркас можно использовать даже в холодных климатических условиях: доля монолитных работ не превышает 10%, а монтаж допускается вести в морозных условиях до -30°С.

В отличие от других каркасных систем, мы используем преднапряжённые ригели длиной до 12 м и варьируемой высотой сечения: 250, 300 или 220 мм. Мы развязываем руки архитектору: он получает большой простор для формирования свободных объемно-планировочных решений, а потолки помещений всегда будут гладкими. Это важно, потому что многие заказчики выбирают монолитный каркас только из-за плоских перекрытий, не ориентируясь на стоимость конструкции.

Мы конструируем преднапряжённые ригели не только на канатах, но и на проволоке класса «Вр». Для этого мы провели натурные испытания в 2013 году на заводе «Нижегородский Дом и К». Это удобно, например, если на заводе ЖБИ нет оборудования под традиционные канаты, а плиты перекрытия изготавливаются на проволоке.

Мы стремимся к максимальному использованию элементов заводского изготовления с сохранением индивидуальности проектируемого здания. А экономии мы достигаем за счёт преднапряжённых конструкций с низкой металлоемкостью. В таблице ниже можно увидеть разницу в стоимости сборного и монолитного строительства.

Тип здания Площадь каркаса, м2 Объём бетона, м3 Стоимость, млн руб.
Каркас СМК 16705 3 986 72,31
Монолит 16705 4 493 85,64
Разница 0 507 13,33

Например, в 2016 году по просьбе заказчика мы перепроектировали многоэтажные жилые дома в Калуге и Туле, заменив монолитный каркас на сборный.

Помимо разработки проектной документации, мы осуществляем монтаж и шеф-монтаж сборно-монолитного каркаса с бригадами заказчика, оказываем помощь в комплектации строительных площадок ж/б изделиями. Сотрудничаем с 63 ЖБИ заводами России. Занимаемся изготовлением и установкой технологического оборудования для производства сборных изделий и доборных элементов. Наши специалисты занимаются организацией по выпуску ж/б каркаса на линиях пустотного настила заводов ЖБИ.

1 июля изменятся требования к застройщикам

С 1 июля 2018 года вступят в силу изменения в 214-ФЗ «Об участии в долевом строительстве многоквартирных домов и иных объектов недвижимости».

Требования к застройщикам сейчас:

  • Опыт строительства — без ограничений.
  • Площадь введенного жилья — без ограничений.
  • Один застройщик — неограниченное число разрешений на строительство.

Требования к застройщикам с 1 июля:

  • Опыт строительства — не менее 3 лет.
  • Площадь введенного жилья — не менее 10000 кв.м.
  • Один застройщик — одно разрешение на строительство.

Для разработки проекта многоквартирного жилого здания, проектные компании тратят на работу ориентировочно 4-6 месяцев. Группа компаний МКС поможет вам получить разрешение на строительство до 1 июля. Успейте приобрести готовый проект многоквартирного жилого здания, чтобы получить разрешение на строительство за 14 дней и сэкономить на стоимости проекта до 70%.

Оставьте заявку на нашем сайте или по бесплатному номеру 8 800 555-11-05 и мы за 1 день подберем для вас проект с посадкой на земельный участок, а через 14 дней вы получите разрешение на строительство!

Натурные испытания сборного каркаса с жесткими монолитными стыками на территории предприятия ООО «Нижегородский Дом и К» в г. Нижний Новгород

В настоящее время все чаще в борьбе за ускорение темпов и снижение себестоимости строительства выигрывают каркасные системы строительства зданий и сооружений, многие из которых являются сочетанием применения монолитного бетона и изделий из сборного железобетона.

Рис. 1. Нагружение каркаса блоками ФБС 9.6.6.

В целях повышения конкурентоспособности по производству сборного железобетона в стране начали все более активно применять преднапряженные железобетонные конструкции с изготовлением изделий на длинномерных стендах, позволяющие снизить себестоимость продукции — уйти от применения оборотных стальных форм, уменьшить удельные расходы цемента и металла, минимизировать затраты на тепловлажностную обработку.
В рамках модернизации на производственных площадках предприятия ООО «Нижегородский Дом и К» в г. Нижний Новгород был смонтирован длинномерный стенд по производству ригелей, армированных предварительно напрягаемой арматурной проволокой Вр1400 по ГОСТу 7348-81. В ноябре 2013 года были проведены натурные испытания ячейки каркаса.

На территории предприятия в кратчайшие сроки были изготовлены и смонтированы элементы сборного каркаса с жесткими монолитными стыками. Особенностью данного каркаса является то, что армирование ригелей производится преднапряженной арматурной проволокой Ø5 Вр1400, а не канатами К-7, которые используются в каркасной системе SCOP PPB.

Фрагмент каркаса, разработанный проектной организацией ООО «Центр многофункционального каркасного строительства», состоял из двух ячеек размерами в плане по осям колонн 7,2×6,3 м и 3,6×6,3 м с пролетом несущих ригелей 6,3 м. Общий габаритный размер фрагмента — 6,3×10,8 м. Высота ячейки от пола испытательного полигона до верха плит перекрытия составляла 2,25 м. Каркас состоял из 9 колонн сечением 300×300 мм и высотой 2,8 м. Класс бетона колонн — В30.

Колонны устанавливались в заранее смонтированные стаканы размерами 900×900 мм и поверху объединялись ригелями размером 300×250(h) из бетона В30. После укладки на ригели многопустотных плит перекрытия пустоты замоноличивались бетоном В30. Сечение ригелей с учетом монолитной части — 300×470(h) мм. Набор прочности и прогрев бетона осуществлялся при контроле строительной лаборатории завода-изготовителя. Армирование конструктивных элементов было выполнено под расчетную нагрузку 7,2 кПа

Рис. 2. Монтаж элементов сборного каркаса с жесткими монолитными стыками.

Методика испытания предусматривала поэтапное нагружение перекрытия вертикальной нагрузкой до уровня, соответствующего расчетному значению проектной нагрузки. Полная вертикальная равномерно распределенная нагрузка на перекрытие создавалась путем загрузки перекрытия штучными грузами — фундаментными блоками ФБС 9.6.6, средний вес каждого составлял 0,60 т (6 кН). Весь процесс нагружения был разбит на 10 ступеней (этапов). Блоки устанавливали только на многопустотные плиты через деревянные подкладки. Нагружение ригелей происходило вследствие передачи на них усилий от многопустотных плит перекрытия. Схема и очередность расположения блоков на перекрытии были приняты таким образом, чтобы на уровнях контрольных нагрузок по жесткости и трещиностойкости в первую очередь создать наиболее близкое к равномерному нагружение несущего центрального ригеля.

Рис.3. Схема расположения прогибомеров на несущих ригелях.

В результате испытаний было проведено 12 этапов нагружения каркаса. Общее число блоков, установленных на перекрытие, — 92 шт. с суммарным весом 55,2 т. Общая равномерно распределенная нагрузка на 12-м этапе составляла 8,12 кПа. Согласно методике испытаний первые трещины должны были появиться при нагрузке 6,6 кПа, по факту моментом трещинообразования можно считать 10-й этап с нагрузкой 7,1 кПа. Прогиб наиболее нагруженного ригеля на 12-м этапе составил 2,1 мм.

Рис. 4. Прогиб центрального ригеля (показания прогибомера П-2).

Данные испытания подтвердили правильность выбранной методики расчета сборного каркаса с жесткими монолитными стыками за счет того, что наиболее нагруженный центральный ригель, армированный предварительно напрягаемой арматурной проволокой Вр1400, полностью соответствовал всем требованиям действующих норм по прогибу и трещиностойкости.

2018  

Что показали испытания железобетонного ригеля сборного каркаса с жесткими монолитными стыками

Группа компаний МКС предложила новое конструктивное решение железобетонного ригеля для сборного каркаса с жесткими монолитными стыками. Конструкции армируются предварительно напрягаемой арматурной проволокой Вр-14000, что позволяет изготавливать их на дорожках непрерывного формования. Разработана методика испытания неразрезного ригеля в два этапа: пролетной и опорной частей по отдельности. Проведено испытание опытных образцов. Полученные результаты наглядно подтвердили правильность принятого конструктивного и расчетного решения.

В настоящее время в практике строительства многоэтажных гражданских каркасных зданий значительные объемы приходятся на сборно-монолитные ригельные системы. Их отличают возможность создания рамных и рамно-связевых схем за счет технологичного и качественного устройства жестких узлов сопряжения ригелей смежных пролетов. Простота конструкции сборной части ригеля позволяет выпускать широкую линейку типоразмеров и создавать разнообразные планировочные решения жилых зданий.
Конструктивные решения сборно-монолитных каркасов постоянно совершенствуются. В Поволжском регионе первоначальная версия серии «Сарет» возводится с различными вариантами настила: в классическом виде — из сборных тонких плит с последующей заливкой перекрытия с созданием сплошной плиты и в модернизированном — из сборных многопустотных плит. Во втором варианте существенно сокращается объем монолитного бетона. Высокой технологичностью отличается каркас «Казань — XXI век» (вариант «Казань-1000»), разработанный Мустафиным И.И. (КазГАСУ). Изготовление сборных ригелей в ненапряженном варианте и применение колонн различного поперечного сечения (прямоугольного, уголкового) позволяют расширить типологию возводимых зданий. Развивается и направление совершенствования конструктивных решений сборно-монолитных каркасов со «скрытыми» ригелями (с гладкой потолочной поверхностью). В развитии известной серии «АРКОС» с полностью монолитными ригелями предлагаются системы со сборными ригелями фигурного поперечного сечения, имеющего высоту, равную высоте плит перекрытия.
Новое направление появилось с развитием технологии безопалубочного формования сборных железобетонных конструкций. Саратовской фирмой «ИМТОС» разработана конструкция сборного ригеля корытообразного сечения, изготовляемого в предварительно напряженном варианте продольных стержней из проволоки ВР1400 без поперечного армирования. Установка поперечной арматуры производится в полую часть ригеля на строительной площадке с последующим бетонированием монолитной части конструкции. В таком варианте повышается доля монолитных работ на площадке и возникают определенные проблемы с обеспечением необходимого защитного слоя предварительно напрягаемой проволочной арматуры.
Проектным институтом компании МКС (г. Йошкар-Ола) предложен ригель с традиционной сборной частью прямоугольного сечения, но армированный проволочной арматурой. Ригель предлагается изготавливать на стендах непрерывного формования, но без использования формовочных машин, так как поперечная арматура устанавливается сразу в опалубку. Армирование ригеля показано на рис. 1.

Рис.1. Схема армирования поперечного сечения ригеля.

При внедрении серии в производство были проведены контрольные испытания сборно-монолитного ригеля. В системе каркаса ригель работает по схеме неразрезной балки. Испытание такой конструкции является достаточно трудоемким, поэтому разрабатывалась поэтапная схема испытания. Отдельно испытывались пролетная и опорная части ригеля.
Пролетная часть ригеля испытывалась по схеме однопролетной балки на действие двух сосредоточенных сил, приложенных в третях пролета (рис. 2). Расчет контрольных нагрузок для испытания по прочности жесткости и трещиностойкости проводился по ГОСТу 8829-94.

Рис.2. Схема испытания пролетной части ригеля.

При испытании фиксировались нагрузка, создаваемая винтовым домкратом ДВ-25, прогиб в середине пролета, осадка опор и характер трещинообразования. Общий вид испытания представлен на рис. 3. Испытываемый образец был загружен до контрольной нагрузки по прочности при С=1,6, при которой ширина раскрытия трещин превысила 1 мм. На рис. 4 показан график вертикальных перемещений среднего сечения испытываемой конструкции. Испытанный образец соответствовал требованиям по прочности жесткости и трещиностойкости.

Рис.3. Общий вид испытания пролетной части ригеля.
Рис.4. Характер прогиба пролетной части ригеля при испытании.

На втором этапе проведено испытание нагружением опорной части ригеля. В данном случае образец изготавливался как сборно-монолитная конструкция. К части колонны устанавливались два фрагмента сборных ригелей. После установки надопорной арматуры из 3Ø14 А400 бетонировалась монолитная часть ригелей. Схема испытания образца и общий вид испытания приведены на рис. 5. Загружение проводилось двумя сосредоточенными силами. При испытании фиксировались нагрузка, характер образования и раскрытия трещин. Для анализа стадий работы измерялись вертикальные перемещения консольных балок. На рис. 6 показан общий вид испытания, на рис. 7 — график зависимости «нагрузка — прогиб концов балок». На графике определены характерные этапы работы узла: до образования трещин (нагрузка 3000 кгс) и после образования трещин (изменение наклона графика).
Узел был загружен нагрузкой F=10500 кгс (что превысило значение контрольной прикладываемой нагрузки по проверке прочности при С=1,3 9086 кгс). При этом присутствовали признаки разрушения конструкции. Таким образом, узел выдержал испытание по прочности.

Рис.5. Схема испытания опорной части сборно-монолитного ригеля.
Рис.6. Общий вид испытания опорной части ригеля

При нагрузке F= 3000 кгс появилась первая трещина. При приложении нагрузки F=5500 кгс (контрольное значение по трещиностойкости 5523 кгс) после выдержки раскрытие трещин не превысило контрольное значение. Опорная часть ригеля соответствовала требованиям по трещиностойкости.

Рис.7. Характер прогиба балок опорной части ригеля при испытании.

Проведенные контрольные испытания по двухэтапной методике (отдельно пролетной и опорной частей) показали: ригель соответствует требованиям по прочности, жесткости и трещиностойкости.
Планируется внедрение проектного решения для производства на  комбинате строительных материалов г. Йошкар-Олы.

2018  

Исследование НДС железобетонных каркасных систем при прогрессирующем разрушении

В практике проектирования многоэтажных зданий сегодня требуется обеспечить безопасность здания от прогрессирующего разрушения. В европейских странах и США вопросу прогрессирующего обрушения уделено огромное значение.

Вопрос о методике расчета монолитных каркасов на ПО окончательно еще не решен. На сегодняшний день отсутствует методика расчета на ПО различных видов каркасов в пространственной постановке. Конечно, современные программные комплексы (Lira, SAP 2000) позволяют проводить расчеты здания при запредельных нагрузках, но достоверность методики расчета не подтверждена экспериментальными исследованиями.

С 2009 года действует стандарт организаций СТО — 008 — 02495342 — 2009 «Предотвращение прогрессирующего обрушения железобетонных монолитных конструкций зданий. Проектирование и расчет», который устанавливает правила проектирования железобетонных монолитных конструкций жилых, общественных и производственных зданий, подлежащих защите от прогрессирующего обрушения при аварийных ситуациях.

В соответствии с данными нормами требования по защите от прогрессирующего обрушения предъявляются к  объектам, разрушение которых может привести к большим социальным, экологическим и экономическим потерям.

С целью апробации методик стандарта организации были проведены численные и экспериментальные исследования монолитных каркасов.

В рамках численного эксперимента был проведен расчет на ПО и анализ 2 фрагментов каркаса здания (один с центральной колонной, друг без нее) размерами в плане 12×12м, сеткой колонн 6×6м, высотой этажа 3м. Расчет проводился в ПК «Lira». Рассматриваемый фрагмент каркаса с сеткой колонн 6×6 метров является типовым, он находит значительное применение в современном монолитном домостроении.

В результате численного эксперимента были получены изополя перемещений, как в линейной постановке, так и с учетом физической нелинейности железобетона. Были использованы законы физической нелинейности, представленные в ПК «LIRA». Было выявлено, что прогиб с учетом физической нелинейности численно в ≈5 раз больше чем в упругой стадии. Был рассмотрен вариант гипотетического разрушения фрагментов каркаса (вывод из работы средней колонны), получены значения разрушающих нагрузок

В рамках экспериментальных исследований был произведен расчет и конструирование 2-х масштабных моделей. Расчеты проводились в ПК «Lira» с учетом физической нелинейности железобетона. Опалубка моделей была выполнена из влагостойкой фанеры, толщиной 1см. Армирование плиты моделей выполнено с учетом распределения моментов по плоскости плиты сварными сетками 1мм (ячейка 2020мм). Армирование колонн выполнено из 44 Вр-I.

Для проверки метода расчета представленного в [1] были испытаны 2 масштабных фрагмента монолитного каркаса здания 1,21,2м в масштабе 1:6,7. Сетка колонн принята 0,6×0,6м, толщина плиты перекрытия 3см, высота верхних и нижних колонн 30см (один с центральной колонной, другой без нее). При испытании равномерно распределенная нагрузка заменялась загружением через траверсу одним домкратом системой 16 сосредоточенных сил.

В результате эксперимента было получено, что модель №1 (с центральной колонной) разрушилась при нагрузке по динамометру в 2500кгс или 1940кг/м2, модель №2 (без центральной колонны) разрушилась при 1600кгс, что соответствовало 1240кг/м2 распределенной нагрузки.

Результаты испытаний масштабных моделей можно рассматривать при оценке стойкости к прогрессирующему обрушению реальных фрагментов каркаса. На основе теорем физического подобия, возможен перенос значений критических и разрушающих нагрузок на реальные фрагменты каркасов зданий. Так как характер армирования и размеры каркаса соответствуют эксплуатационной нагрузке 800кг/м2, можно сделать вывод о том что, реальный запас поврежденного и неповрежденного фрагментов соответственно равен 2,45 и 1,55. Прочность фрагмента при рассматриваемом варианте разрушения обеспечена без дополнительного армирования.

Результаты эксперимента подтверждают значительный запас за пределом несущей способности железобетонных монолитных конструкций, такой вывод можно сделать после сравнения результатов эксперимента с результатами расчетов в ПК «Lira». В итоге можно сделать вывод о том, что результаты расчетов на прогрессирующее обрушение в ПК «Lira» достоверны. Необходимо отметить, что выполнять их необходимо с учетом физической и геометрической нелинейности железобетона.

2018  

Эффективность применения панели со скрытым каркасом в сборно-монолитных зданиях

Одним из основных приоритетов, продленной на 2011-2015 годы целевой программы «Жилище» является обеспечение граждан доступ-ным жильем. Данные социологических исследований на 2009 год пока-зывают, что жилищная проблема стоит перед 60 % российских семей, в той или иной степени не удовлетворенных жилищными условиями, при этом для 32 % семей жилищная проблема является наиболее острой и требует решения в ближайшие 3 года. При этом каждая четвертая се-мья имеет жилье, находящееся в плохом или очень плохом состоянии. Общая потребность населения России в жилье составляет около 1570 млн. кв. метров, для удовлетворения этой потребности необходимо увеличить жилищный фонд на 46%. Есть множество способов решения жилищной проблемы, один из них — внедрение в строительство высоко-эффективных технологий домостроения.

На сегодняшний день, объективную оценку эффективности кон-струкции жилых и общественных зданий можно получить в результате сравнения показателей: экономической эффективности, скорости мон-тажа конструкций, технологичности и других факторов. Под экономи-ческой эффективностью в первую очередь необходимо понимать воз-можность снижения себестоимости и металлоемкости.

В рамках исследования был проведен анализ ряда конструктивных систем, наиболее часто встречающихся в современном строительстве.

Кирпичные здания. Этажность кирпичного здания ограничена. Рас-ход материалов, в среднем составляет 1,5 м3 на 1 м2, из них железобетон до 0,14 м3 или до 65% от сборного каркаса. Сроки строительства, в среднем в 2 раза больше, чем для сборного каркаса. В масштабах стра-ны, при перспективе массового строительства кирпичных зданий обра-зуется устойчивый дефицит кирпича и последует рост цен на него. Сто-имость кирпичного завода средней мощности 60 млн. штук кирпича в год превышает 1,6 млрд. рублей.

Крупнопанельное домостроение. По данным компании «ПАТРИОТ» производственный комплекс для технологии КПД с мощностью ввода 250 тыс. м2 жилья в год потребует свыше 4 млрд. руб. капитальных за-трат. Для быстровозводимого масштабированного завода ЖБИ [1] ана-логичной производительности затраты составят 261 млн. руб., что в 15 раз меньше. Расход железобетона в технологии КПД в 2 раза превыша-ет расход железобетона для сборного каркаса. Это сильно затрудняет широкое применение технологии КПД, несмотря на ее достоинства.

Технология монолитного каркаса с плоскими перекрытиями. По данным Росстата, за первый квартал 2011г объем монолитного строи-тельства домов составлял 11,5 млн. м2, а доля монолитного жилья сре-ди новостроек в Москве в 2010г. составляет 73% (Рис.1). При этом рас-ход железобетона в 1.5 раза выше, чем для сборного каркаса. Трудоём-кость монолитного каркаса в 3 раза выше, чем сборного или 6.10 часа на 1 м2 против 2.15 часа на 1 м2 для сборного каркаса. В холодное вре-мя года строительство на основе монолитного каркаса затруднено, и темпы строительства резко снижаются. Существует широко распро-страненный взгляд на то, что для монолитного каркаса не существует капитальных затрат. Однако стоит учесть износ машин и механизмов, а именно: БСУ, миксеров, бетононасосов, комплектов эффективной опа-лубки. По разным оценкам, износ перечисленных машин и механизмов составит от 600 до 800 руб. на 1 м2 застройки. Причем, значительная часть этих затрат не имеет срока окупаемости — это постоянные за-траты технологии.

Рис. 1. Распределение предложения жилья в новостройках Москвы по ти-пу объекта, июнь 2010 г.
Технология сборно-монолитного домостроения. Большинство зда-ний и сооружений можно построить из сборного железобетона. Идеаль-но данный способ строительства подходит для зданий и сооружений прямоугольных в плане, так как они обладают определенной степенью регулярности, повторяемости в пролетах, шаге конструкций. Подобная производительность достигается благодаря тому, что изделия изготав-ливаются в заводских условиях и монтируются на строительной пло-щадке. Процесс строительства не зависит от погодных условий, и может осуществляться при температуре до -20°С. Параметры изделий получа-ется точно такими, какими они были запланированы в проекте.

Сборный железобетон предлагает широкий выбор методов улучше-ния конструктивной эффективности. Например, использование его для балок и конструкций перекрытий дает более длинные пролеты и сниже-ние толщины конструкций. Для заводских цехов и торговых залов про-леты перекрытий кровли могут достигать длины 40 м и более. Для кры-тых автостоянок сборный вариант позволяет разместить на той же площади большее количество автомашин, благодаря увеличению дли-ны пролета и уменьшению площади сечения колонн. При строительстве офисных зданий последнее время стремятся создать большие открытые пространства, в которых желаемая планировка помещений достигается с помощью легких перегородок. Преимущества этого — не только гиб-кость в планировке и перепланировке, но и увеличение срока службы здания благодаря повышению его адаптируемости. Таким образом зда-ние гораздо дольше сохраняет свою коммерческую ценность.

В 2010 году на основе французского каркаса SCOP PPB [2] был раз-работан сборно-монолитный каркас здания по патенту №97405[3]. Каркас здания, состоит из колонн и перекрытия, которое образованно плитами перекрытия, несущими ригелями и связевыми ригелями. В кар-касе применена перевязка загнутых выпусков армирующих канатов в монолитных узлах ригель — колонна, а  узел ригель-плита перекрытия выполнен с бетонными шпонками. Монолитная часть ригеля заполняет-ся бетоном. В качестве ограждающих конструкций сборно-монолитного каркаса предусмотрено несколько вариантов стенового заполнения — из мелкоштучных материалов и навесная панель [4]. Как показала прак-тика строительства, применяемые варианты наружных стен имеют ряд недостатков: применение каменной кладки приводит к удорожанию и увеличению сроков строительства, навесная панель — экономически не эффективна в сборно-монолитном каркасе и не технологична вслед-ствие наличия сварочных работ на стройплощадке.

Задачей исследования является усовершенствование существующе-го решения наружного стенового заполнения сборно-монолитного кар-каса [3], связанного с отсутствием сварочных работ при монтаже пане-ли, совмещением функции несущей и ограждающей конструкции, по-вышением степени полносборности каркаса, значительным снижением сроков строительства здания, повышением производительности труда и качества производства работ. Для достижения указанного технического результата предлагается применить в качестве наружного ограждения — теплоэффективную несущую стеновую панель со скрытым каркасом (Рис.2, 3). Панель состоит из: наружного фасадного слоя, несущей ча-сти панели — скрытого каркаса, который образуют интегрированные ригели и колонны и утеплителя. Для предотвращения мостиков холода, поверхности интегрированных ригелей и колон утепляются любым плитным утеплителем. Надежное соединение внутреннего и наружного слоев достигается за счет дискретных связей, устанавливаемых при формовке изделия. Изделие армируется как обычной стержневой арма-турой, так и предварительно напряженной высокопрочной проволокой или канатами. В качестве утеплителя в панели используется теплоэф-фективный ячеистый бетон малой плотности, а также любой известный плитный утеплитель. Выпуск стеновых панелей может осуществляться преимущественно на длинномерных силовых стендах, что позволит значительно экономить на бортоснастке.

Рис. 2. Сборная панель со скрытым каркасом. Общий вид. (1, 2- элементы скрытого каркаса панели- интегрированный ригель и колонны, 3- заполнение кар-каса эффективным утеплителем)
Рис. 3. Сборная панель со скрытым каркасом. Горизонтальное сечение.
( 2- элементы скрытого каркаса панели- интегрированный ригель и колонны, 3- заполнение каркаса теплоэффективным ячеистым бетоном, 4- плитный утепли-тель, 5- дискретные связи для связи наружного и внутреннего слоев панели)
Сборный ж/б каркас с жесткими монолитными стыками [3] хоть и решает одну из основных и главных задач в проектируемых и строя-щихся зданиях — свободные объемно-планировочные решения, быстро-ту монтажа самого каркаса с обеспечением гарантированной надежно-сти и долговечности зданий, но при этом составляет в общей себестои-мости объекта всего чуть более 1/3. В тоже время как большая доля трудоемких мокрых отделочных работ (связанных в первую очередь с применением в качестве ограждающих конструкций мелкоштучных материалов) остается на стройплощадке и крайне негативно влияет на замедлении сдачи объектов в эксплуатацию с зачастую недостаточным качеством отделочных работ и соответственно завышенной их себесто-имостью.

Только комплексное решение вопроса по разработке особой кон-струкции несущей трехслойной стеновой панели в составе сборной многофункциональной каркасной серии (совместно с технологией орга-низации ее производства на универсальных длинномерных силовых стендах) в состоянии обеспечить наибольший конечный эффект и пред-ложить новую каркасно-панельную систему с разнообразной пласти-кой фасадов и безграничной вариабельностью объемно-планировочных решений.

2018  
Ранее Ctrl + ↓