В статье проведен анализ основных мировых тенденций усовершенствования архитектурно-конструктивных решений каркасов многоэтажных зданий, анализ технологии сборно-монолитного домостроения.
Ключевые слова: домостроение, сборно-монолитные технологии, каркас, жилые комплексы, строительство.
Введение . На сегодняшний момент перед инвесторами, подрядными организациями и пользователями жилых комплексов встают следующие вопросы: какой каркас здания будет наиболее оптимальным и выгодным как для застройщиков, так и для потребителей, на какой срок эксплуатации пригодно здание, которое наиболее инновационная, эффективная и оптимальная технология устройства всей системы стройки. Ответы на эти вопросы пытаются найти не только участники строительного процесса, а также работники экономическо-инвестиционной деятельности, поэтому, учитывая сегодняшнюю экономическую ситуацию в РФ и за ее границами, все желают удешевить исходную стоимость площади жилья, но при этом обеспечить все необходимые качественные характеристики жилья.
Для того чтобы найти решение по таким вопросам, нужно определиться с конструктивно-технологическим вариантом здания. Каркас здания представляет собой основную часть постройки и составляет более 50 % стоимости, сроков устройства и трудоемкости. Поэтому важно ответственно решиться с выбором каркаса. Каркас — это практически единственная конструктивная система, на основе которой строятся многоэтажные здания с большими свободными площадями для устройства жилых квартир, а также с возможностью изменения объемно-планировочного решения в произвольный момент времени. При проектировании каркасного дома требуется комплексный подход, чтобы удовлетворить технологические, технические, эстетические и экономические требования и условия. Конструктивные решения по устройству каркаса здания также должны удовлетворять следующим требованиям: простота, удобство, высокая скорость и безопасность устройства каркаса, обеспечивая при этом бесперебойный подъем и установку в проектное положение, быстрое нивелирование и надежное закрепление всех элементов каркаса.
Анализ монолитного домостроения . Основные требования к элементам каркаса: высокая прочность материала каждого из элементов каркаса; — простота и универсальность соединения элементов в одну конструкцию; — технологичность производства изделий; — высокие технико-экономические характеристики; — унификация и типизация каждого элемента каркаса, это помогает снизить затраты труда на изготовление и монтаж конструкций, а также снизить стоимость строительства; — эстетические качества тоже играют свою роль в элементах каркаса. Важной задачей является определение наиболее инновационного и эффективного конструктивно-технологического варианта каркаса здания с кирпичным и сборно-монолитным каркасом. Для того чтобы определить наиболее рациональный вариант каркаса, акцентируем внимание на преимуществах и недостатках всех возможных вариантов, а именно монолитный и сборно-монолитный каркас.
Преимуществами монолитного строительства являются: относительно небольшой вес конструкции по сравнению с другими видами каркасов; — свободная планировка, так как внутри квартир не нужны стены, служащие диафрагмами, а жесткость обеспечивается ядром жесткости в месте лестнично-лифтового узла; — высокая жесткость каркаса, что уменьшает вероятность трещинообразования; — очень качественная и высокая готовность поверхностей для конечной облицовки; — очень быстрые и менее трудоемкие сроки возведения, если сравнивать с кирпичными постройками.
К недостаткам монолитных каркасов можно отнести: — требуются разнообразные виды строительной техники; — по сравнению со сборно-монолитным каркасом очень высокие потребности в арматуре, в результате чего увеличивается стоимость строительства; — требуются высокая квалификация рабочих; — потребность в аренде опалубки, которая в настоящее время не дешева. Кирпич является очень экологичным материалом. Кладка здания из кирпича требует достаточно много усилий и времени, поэтому часто пытаются избегать возведения зданий из данного материала, а желают возвести здание скорее и менее затратным. Преимущества кирпичных построек: — высокие звукоизоляционные показатели; — стены удерживают комфортную температуру, а также через них проходит воздух, то есть стены дышат, это способствует выветриванию влаги из массива стены; — высокие экологические характеристики материала; — для изготовления кирпича очень много предприятий, а также источников сырья; — для возведения не требуется слишком высокая квалификация рабочих; — меньше трудоемких работ, таких как армирование и устройство опалубки; — не требуется высокий уровень механизации труда. Недостатки кирпичных построек: — строительство из кирпича имеет высокую драгоценность; — за счет высокой трудоемкости здание дорогостоящее и очень длинные темпы строительства; — из кирпича наиболее эффективно строительство только на 9–10 этажей, что не является конкурентоспособным с монолитным строительством в наше время. Одним из способов удешевления и снижения трудоемкости при строительстве, а также уменьшения цены на материалы является применение сборно-монолитного каркаса здания, эта технология сочетает преимущества монолитного и сборного железобетона.
Монолитно-каркасный дом — это здание из монолитного железобетонного каркаса, образованного колоннами и перекрытиями, между которыми сооружены стены из газоблока или кирпича и могут применяться другие материалы. Монолитные участки дома обеспечивают его основную несущую способность, поэтому он отличается высокой жесткостью и стойкостью. Этажи дома жестко связаны между собой к самому фундаменту. Здание выходит настолько прочным, что монолитные колонны используются как обязательный элемент жилищного строительства в сейсмоопасных регионах, а технология стала одной из самых популярных в мире.
При таком строительстве главную нагрузку берут на себя именно колонны дома. Для такого строительства используются только бетоны класса прочности В-25, поскольку только они могут выдерживать и нести необходимую нагрузку.
Общие черты и особенности монолитно-каркасного строительства:
Фундамент и каркас жестко связаны — конструкция получается крепкой и подходит для реализации любых архитектурных решений. На ней можно отливать нестандартные железобетонные формы. Поэтому именно такая технология строительства чаще всего используется в современных нестандартных зданиях.
Здесь можно использовать любой тип фундамента. Соорудив опалубку — форму для заливки бетона, в которой он застывает, — на фундаменте возводят колонны в наиболее нагруженных местах дома. Они представляют собой железобетонные конструкции из металлической арматуры и бетона. На этапе строительства сначала вяжут металлический каркас, затем строят одним из двух способов:
— монтируют опалубку, заливают раствор и после высыхания устанавливают стены.
— сразу устанавливают стены, а затем заливают монолит в опалубку.
Преимущества монолитно-каркасного строительства
К преимуществам монолитного строительства относится возможность применять современные решения и вписывать строящиеся объекты в ландшафт существующей застройки. Монолитные плиты создают ровную поверхность потолка без швов, готовую для окрашивания или оклейки. Отсутствие громоздких несущих стен позволяет воплотить любые желания заказчика по планировке квартиры, исключением станет только перенос санузлов и кухонь из-за наличия транзитных коммуникаций.
Требования современных ГОСТов к теплопередаче через внешние стены привели к тому, что необходимая толщина кирпичной кладки достигла 1,5 метров. Каркасно-монолитный дом не имеет подобной проблемы, потому что стена на каждом этаже опирается на плиту перекрытия и является «самонесущей» в пределах одного этажа, что избавляет ее от необходимости быть опорой для верхних этажей.
Следовательно, материал стен может быть менее плотным и иметь большую теплоэффективность. Еще одним из неоспоримых качеств каркасно-монолитного домостроения является его безопасность при экстремальных ситуациях: жесткий бетонный каркас дома выстоит даже при полном разрушении стен, например, при взрыве газа. Каркасно-монолитное жилье может быть любой категории: от бюджетной до элитной.
Выводы. Необходимо отметить, что, при возведении блочно-монолитного дома практически весь технологический процесс происходит на строительной площадке. По монолитно-каркасной технологии работы ведутся с помощью подъемного крана и экскаватора, бетонную смесь подают краном или бетононасосом, что значительно ускоряет время выполнения работ. Чтобы бетонный дом обладал всеми заявленными положительными свойствами, технологическая цепочка должна быть отлажена как часы. Погрешность на любой стадии приведет к негативным последствиям в будущем: после того, как дом уже будет построен и сдан в эксплуатацию. Поэтому заказчику нужно искать квалифицированных специалистов, которые способны предложить оптимальное решение и грамотно реализовать его. К примеру, на строительство монолитно-каркасного дома уходит от полугода до года. Опытные специалисты могут выстроить работу параллельно, чтобы сэкономить время. Одновременно с возведением монолитного каркаса строители выкладывают наружные стены. В процессе строительства возводится крепкий железобетонный каркас, заполненный легким материалом. Это позволяет снизить давление на фундамент. Кстати, эта особенность позволяет возводить подобные дома в сейсмически опасных районах Прочность обеспечивается еще и за счет того, что каркас монолитный. А вот комфорт обитания в таком доме будет зависеть от материалов, которыми заполнят стены. Материал наружных стен и внутренних перегородок влияет не только на прочность держащих конструкций, но и на звукоизоляцию и термодинамические процессы. Важно выдержать баланс между запасом тепла внутри дома и малой массивностью стен.
Литература:
- Ковальский В. П. «Современные тенденции в строительстве монолитных и кирпичных жилых домов / Ковальский В. П, Бондарь А. В, Лысый Г. И.//Научно-технический сборник № 1 «Современные технологии, материалы и конструкции в строительстве». — Винница, 2015. 111 с.
- Строительство каркасных построек сайт строительной фирмы К.О [Текст], [Электронный ресурс] / Режим доступа URL: http://karkaspro.com.ua/.
- Александрович С. Н. «Технико-экономические сравнения сборно-монолитных каркасов для гражданского строительства» / Выпускная квалификационная работа [Текст], [Электронный ресурс] URL: https://dspace.susu.ru/xmlui/bitstream/handle/0001.74/22157/2018_392_aleksandro sequence=1&isAllowed=y
- Безумный В. Т. «Усовершенствование технологии возведения многоэтажного сборно-монолитного каркаса с перекрытиями из многопустотных плит перекрытия» / Безумный В. Т., Головченко И. В. // Журнал «Вестник» Донбасской национальной академии строительства и архитектуры № 6 — Донецк, 2015. — 5 с.
- Савицкий М. В. «Прочность узла сопряжения сборных плит и монолитных ригелей плоского сборно-монолитного перекрытия» / Савицкий М. В. Буцкой О. Л. Пирадов К. Б. Ковтун-Горбачева Т. А. // Сборник научных трудов «строительство, материалы, машиностроение» — 2015. –№ 81. — 185–190 с.
- Нетеса М. И. «Технология возведения зданий со сборномонолитным каркасом» / Нетеса М. И., Паланчук Д.В, // Мосты и туннели: теория, исследования, практика. –Днепропетровск. –2012. — Вып. 1. –60–64 с.
