1. Введение

Предлагается строительство гражданских зданий на основе открытой архитектурной системы, где несущими являются внешние стены, стены лестничных клеток и внутренний безрамный каркас с нерегулярной расстановкой колонн. Перекрытие из плоских крупноразмерных плит с арматурными выпусками позволяет получить гладкий потолок. Возможно выполнение диска перекрытия в монолитном исполнении.
Такое конструкторское решение позволяет:
# выделять планировочные структуры гражданских зданий, жилые ячейки квартирных домов и встроенные помещения индивидуально, руководствуясь потребительским спросом, в процессе строительства, после строительства и в процессе эксплуатации на вторичном рынке. Внутреннее пространство трансформируется в зависимости от назначения помещений, не на-рушая целостность несущих элементов здания.
# изготавливать железобетонные изделия без специализированной формооснастки, используя освоенные технологические процессы.
# выполнять всесезонный монтаж, т.к. «мокрые» процессы, обеспечивающие прочность и устойчивость сооружения сведены к минимуму – бетонирование стыков панелей перекрытий.

2. Описание конструктивной системы

Основу технических решений составляет каркасно-стеновая (дискретно - континуальная) конструктивная система, имеющая безригельный безрамный каркас с нерегулярной расстанов-кой колонн и мембранный диск перекрытия из сборных плоских крупноразмерных железобе-тонных панелей, часть из которых насаживается на колонны. Несущие стеновые конструкции - это стены лестничных клеток и внешние стены. Глобальная устойчивость и геометрическая неизменяемость сооружений при эксплуатационных и аварийных воздействиях обеспечивается совместной работой вертикальных несущих элементов (стен и колонн) и горизонтальных диафрагм (сборных перекрытий с замоноличенными стыками). В зависимости от планировочной структуры и этажности зданий, наружные несущие стеновые конструкции могут выполняться либо из однослойных крупноразмерных железобетонных панелей, либо из мелкоштучных изделий (кирпича, камней, блоков и пр). с построечным выполнением утепляющего и отделочного слоев). Возможно устройство навесных, либо самонесущих ограждающих стеновых конструкций. Для всех вариантов наружных стен они выполняются многослойной конструкции с нормативным уровнем тепловой защиты. Колонны сборные железобетонные бесконсольные квадратного, либо прямоугольного сечения поэтажной разрезки. Возможно применение колонн из металлопроката. Панели перекрытий плоские железобетонные. Летние помещения решены балконами и выполняются из тех же панелей перекрытия с термовкладышами, устанавливаемыми в процессе бетонирования. Для изготовления изделий используется стандартная оснастка (универсальные поддоны) и освоенные технологические процессы (агрегатно-поточное, либо стендовое формование изделий). Изготовление изделий освоено Кировским домостроительным комбинатом, выпускающим дома серии 121.
С 19.03.1996 года на каркасную систему действует патент РФ №2130106. В 1996 году вы-полнено численное исследование каркасной системы как пространственной упруго-пластичной пластинчато-стержневой системы на основе метода конечных элементов. В 2000 году специалистами ВятГТУ, ЗАО «Мостпроект» и ООО «НПЦ «Витрувий» произведено экспериментальное исследование фрагмента каркасной системы в натуральную величину, смонтированного на заводе КПД Кировского ДСК. Получена экспериментальная и теоретическая оценка устойчивости и несущей способности системы.

3. Указания по изготовлению изделий

Изготовление сборных железобетонных бесконсольных колонн с поэтажной разрезкой не отличается от изготовления сборных железобетонных бесконсольных колонн по серии 1.020 и возможно в опалубке свай. Армирование колонн предусмотрено пространственными каркасами. Объемная закладная деталь колонны, изготавливаемая в кондукторе, перед установкой ар-матурного блока в опалубку, надевается на арматурный блок и фиксируется на нем при помощи ручной дуговой сварки.
Изготовление плоских сплошных крупноразмерных панелей перекрытий с арматурными выпусками предпочтительно по стендовой технологии, либо агрегатно-поточной и предусмат-ривает установку модульной деревянной бортоснастки на универсальный поддон. Деревянная бортоснастка представляет из себя пустотелые, либо сплошные призмы.. Крепление призм к поддону выполняется съемными болтами. Армирование плит выполняется объемным арматур-ным блоком. Арматурный блок состоит из двух плоских сеток (5ВрI с шагом 200х200, либо 4ВрI с шагом 150х150), на которые в необходимых местах привариваются отдельные стержни усиления. Допускается вязка отдельных стержней к арматурным сеткам. Сборка плоских сеток предусмотрена контактной точечной сваркой. Сборка объемного арматурного блока выполняется отдельными стержнями, либо плоскими каркасами. Объемная закладная деталь панелей перекрытий, изготавливаемая в кондукторе, устанавливается на поддон до укладки арматурного блока, либо крепится на арматурный блок приваркой анкерных выпусков. Термовкладыши устанавливаются в опалубку и фиксируются на арматурном блоке до бетонирования.
Стеновые конструкции при выполнении их:
# однослойными крупнопанельными возможно в кассетах;
# из бетонных блоков с вертикальными пустотами возможно в опалубке фундаментных бло-ков.

Для обеспечения совместных деформаций каркаса и несущих стеновых конструкций, вы-полнение стен из силикатного кирпича, либо легкобетонных блоков, не рекомендуется. При выполнении навесных, либо самонесущих ограждающих конструкций ограничений в приме-няемых материалах нет.

4. Указания по монтажу

Устройство фундаментов стен и колонн выполняется традиционными способами и зависит от грунтов основания. Монтаж стеновых конструкций и колонн поэтажной разрезки выполняется традиционными способами. Монтаж крупноразмерных плит перекрытия производится на временные инвентарные стойки, с последующей приваркой соединительных металлических клиньев к закладным деталям колонн и перекрытий и замоноличиванием стыков между пане-лями. Устройство наружного утепляющего и отделочных слоев возможно в процессе монтажа стен, либо с лесов, навесных подмостей и люлек.

5. Сравнительные характеристики

Определяющим, для выбора предлагаемой конструктивной системы служит договорная це-на на железобетонные изделия, т.к. на уровне сопоставления ресурсов (материальных и трудо-затрат) преимущества предлагаемой конструктивной системы очевидны.
В базе 2000 г. сметная стоимость 1 м2 общей площади в «черновой отделке»:
Строящиеся жилые дома стеновой конструктивной системы на базе типовых проектов 86 се-рии:
# 3.12 т.р. (мероприятия по тепловой защите не предусмотрены);
# 3.96 т.р. (тепловая защита в соответствии с требованиями ТСН 23-355-2004).

Строящийся жилой дом с безрамным безригельным каркасом (на основе патента № 2130106):
# 2.94 т.р. (тепловая защита в соответствии с требованиями ТСН 23-355-2004)

На примере жилого дома с безрамным безригельным каркасом стоимость вариантов исполне-ния конструктивной системы

Конструктивные элементы


Проектное решение


При монолитном перекрытии

Проектное решение с перекрытием в монолитном исполнении


Самонесущие наружные стены (газосиликат + облицовка кирпичом)

1. Перекрытие


6700.6 т.р.


5257,1 т.р.


6375.1 т.р. (9864.7т.р.)

2. Стены


5995.4 т.р.


5995.4 т.р.


4105.74 т.р.
В т.ч. диафрагмы
1512.4 т.р.

3. Фундаменты


184.4 т.р.


184.4 т.р.


112.8 т.р.

Всего:


12880.4 т.р.


11436.9 т.р.


12106.04 т.р.

Оснастка монолитных перекрытий заложена 30% стоимостью с учетом ее трехкратного оборота.

Технико-экономические показатели в сопоставимом виде, т.е. приведенные на 1 м2 общей площади квартир, представлены в таблице 8. Показатели на строящееся здание (на основе патента РФ№ 2130106) приняты за 100%.

Таблица 8

Наименование показателей


Проекты-аналоги




1


2


3


4


5


6


7




Общая сметная стоимость


144


124


115


118


94


134


100


(93)

Построечные трудовые затраты




360




208




164




102




97




88




100




(93)

Цемент


142


142


150


155


117


133


100


(92)

Сталь


90


95


375


95


70


85


100


(100)

Бетон и железобетон


104


114


145


81


81


98


100


(93)

Лесоматериалы


160


105


223


103


100


115


100


(100)

Кирпич


222


217


150











100


(92)

Газосиликатные блоки








100
















Масса конструкций и материла




184




143




77




133




124




132




100




(93)

В скобках даны показатели по строящемуся зданию (на основе патента РФ№ 2130106) для варианта выполнения дополнительно жилого этажа вместо автостоянки.
Экономическая эффективность предложенного конструктивного решения определялась сопоставлением стоимостных и ресурсных показателей проектов - аналогов:

1. Типовой проект 86-036.83 “9 этажная 36 квартирная блок-секция”. Здание перекрестно - стеновой конструктивной системы с продольными несущими стенами из кирпича, чердачное с рулонной кровлей. Автор - ЦНИИЭП жилища.
2. Типовой проект 86-033/1 “Блок-секция 5 этажная 69 квартирная для малосемейных”. Здание перекрестно - стеновой конструктивной системы с несущими продольными стенами из кирпича, бесчердачное с рулонной кровлей. Автор - ЦНИИЭП жилища.
3. Индивидуальный проект “5 этажный 60 квартирный жилой дом по ул. Сурикова, 6а в г. Кирове”. Здание с полным каркасом из конструкций серии “Радиус - Вятка”, чердачное с шатровой крышей, стальной кровлей. Наружные навесные стены из газосиликатных блоков. Автор - АО “Инрекон”, АО “Кировпроект”.
4. Зональный типовой проект 111-121.1-3.1-90 “Блок-секция 3 этажная 12 квартирная крупнопанельная рядовая с торцовыми окончаниями”. Здание перекрестно - стеновой конструктивной системы с несущими продольными и поперечными стенами, чердачное с рулонной кровлей. Автор - ЗАО “Проектное управление”.
5. Зональный типовой проект 111-121.1-5.1-90 “Блок-секция 5 этажная 20 квартирная крупнопанельная рядовая с торцовыми окончаниями”. Здание перекрестно - стеновой конструктивной системы с несущими продольными и поперечными стенами, чердачное с рулонной кровлей. Автор - ЗАО “Проектное управление”.
6. Зональный типовой проект 111-121.1-9.1-90 “Блок-секция 9 этажная 36 квартирная крупнопанельная рядовая с торцовыми окончаниями”. Здание перекрестно - стеновой конструктивной системы с несущими продольными и поперечными стенами, чердачное с рулонной кровлей. Автор - ЗАО “Проектное управление”.
7. Строящийся “Жилой дом по ул. Красноармейской в г. Кирове”. Здание каркасно - стеновой конструктивной системы (на основе патента РФ№ 2130106) с наружными несущими стенами из бетонных блоков с вертикальными пустотами, имеющими уровень тепловой защиты в соответствии с требованиями ТСН 23-355-2004, безрамным безригельным каркасом с нерегулярной расстановкой колонн, чердачное с рулонной кровлей и встроенной стоянкой для легкового автотранспорта жильцов. Автор - ЗАО “Проектное управление”.