Унификация и типизация сооружений и их элементов

Проектирование железобетонных конструкций

Тема 8. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И

РЕКОНСТРУКЦИИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ,

ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

 

8.1. Основные положения проектирования

 

Разработка проектов на строительство любого объекта (промышленного, гражданского и другого назначения) осуществляется в соответствии с заданием на проектирование, составляемым заказчиком. Проектирование может осуществляться в одну стадию — рабочий проект или в две стадии — проект и рабочая документация. В одну стадию проектируют предприятия, строительство которых будет вестись по типовым проектам, а также технически несложные объекты. Двухстадийное проектирование выполняют для других объектов строительства, в том числе крупных и сложных. При двухстадийном проектировании в состав проекта включают: общую пояснительную записку, технологические решения, строительные решения с расчетами и чертежами, раздел организации строительства, сметную документацию и паспорт проекта.

Инженерами-конструкторами совместно с архитекторами разрабатываются строительные решения, выполняются расчеты зданий в целом и отдельных конструкций и их конструирование, составляются рабочие чертежи для строительно-монтажных работ. При этом выбор наиболее рациональных решений производится в результате сравнения нескольких возможных вариантов по экономическим показателям, материалоемкости, затратам трудовых, энергетических и других ресурсов и степени индустриализации строительства Минимальные по стоимости конструктивные решения обычно получаются, если при проектировании учитываются требования максимальной индустриализации изготовления и возведения конструкций.

● Индустриализация строительства — это превращение строительства в ритмичный комплексно-механизированный, а в будущем автоматизированный технологический процесс. Индустриализация строительства из монолитного железобетона осуществляется путем применения современных механизированных способов укладки уплотнения и обработки бетонных смесей, приготовленных централизованно на автоматизированных бетонных заводах, использования арматурных каркасов и блоков заводского изготовления и сборно-разборной инвентарной опалубки.

Большинство современных сооружений проектируется сборными, так как сборное строительство может быть индустриализовано наиболее полно. Однако производство сборного железобетона рентабельно только при массовом производстве ограниченного числа типов и размеров изделий. Это достигается путем унификации и типизации, которые являются общими принципами современного строительного проектирования.

 

Унификация и типизация сооружений и их элементов

 

● Под унификацией понимают приведение к единообразию основных размеров сооружений, габаритных схем, сборных элементов, их привязок к координационным осям, узлов сопряжений элементов, а также нагрузок. Основой унификация является единая модульная система (ЕМС), предусматривающая градацию размеров на базе основного модуля 100 мм (или укрупненного, кратного 100 мм). Так для одноэтажных промышленных зданий расстояние между поперечными осями (шаг колонн) принято 6, 12 и 18 м, пролеты — кратными 6 м (18, 24, 30 м и более), высота от пола до низа несущих конструкций кратна 0,6 м. Для многоэтажных промышленных зданий приняты унифицированные сетки колонн 6×6, 9×6 и 12×6 м в зависимости от нагрузки на перекрытие, а высоты этажей кратны 1,2 м. В гражданских зданиях укрупненный модуль размеров сетки колонн 0,2 м, для высоты этажа — 0,3м.

На основе унифицированных размеров все многообразие объемно-планировочных решений сведено к ограниченному числу унифицированных габаритных схем, позволяющих удовлетворять практически всем основным потребностям наиболее распространенных производств.

● В соответствии с габаритными схемами унифицированы и основные размеры элементов зданий. Практика проектирования, изготовления и эксплуатации позволяет отобрать для каждого элемента (колонн, балок и т. п.) наиболее рациональное решение (по расходу материалов, приведенным затратам), которое и принимается в дальнейшем в качестве типового для массового заводского изготовления.

Несущая способность типовых элементов изменяется главным образом за счет изменения размеров поперечных сечений, класса бетона и процента армирования. Такой прием позволяет ограничить число элементов, отличающихся опалубочными размерами. В панелях перекрытий при изменении нагрузки или длины целесообразно оставлять сечение элемента неизменным, а увеличивать лишь сечение арматуры. Это позволяет оставлять техно­логию изготовления прежней. Для балок покрытий, пролеты которых и нагрузки меняются в значительном диапазоне, приходится менять и сечение, и армирование. В колоннах многоэтажных зданий следует сохранять размеры сечений по высоте, изменяя армирование и класс бетона. В противном случае длина ригелей будет неодинаковой по высоте здания, и количество типов сборных элементов резко возрастет (рис. 8.1, а).

Общая стоимость здания (при постоянном сечении колон по высоте) снижается, несмотря на некоторый перерасход арматуры и бетона в верхних этажах, так как единой остается опалубка, тип каркасов и т. д.

Рис. 8.1. Способы членения многоэтажных рам на сборные элементы:

1 — ригели; 2 — плиты перекрытия; 3 — колонна линейной разрезки;

4 — колонна с выступающими консолями

 

В результате типизации создаются серии типовых сборных элементов, которыми и пользуются при проектировании. Типизация осуществляется не только для отдельных конструкций, но в целом для зданий и сооружений одного назначения. В результате созданы типовые проекты жилых домов, административных, общественных, промышленных и подобных зданий и сооружений для массового строительства.

Различные типы унифицированных конструкций, объединенные в государственные стандарты и каталоги, составляют номенклатуру типовых конструкций, которую обязаны выпускать заводы-изготовители. Создание номенклатуры унифицированных типовых конструкций и сооружений позволили существенно упростить процесс проектирования. При использовании типового проекта здания или сооружения строительные решения не разрабатываются, производится лишь его привязка (т.е. выбор подходящего для данных условий варианта из содержащихся в проекте). При разработке индивидуального проекта с использованием типовых конструкций задача инженера сводится к выбору конструктивной схемы (на основании имеющегося объемно-планировочного решения, технологических условий, условий строительства и т.д.), подбору конструкций с помощью ключа», имеющегося в каждой типовой серии (табл. 8.1).

Предположим, что в соответствии с объемно-планировочным решением и условиями строительства выбрано однопролетное здание с Н = 10,8 м, 1=18, м, В=6 м, район по снеговой нагрузке I, ветровой II. По табл. 8.1 находим марку колонны, отвечающую поставленным условиям: К—108—15. По подобранной марке в альбоме серии 1.423-5 находят соответствующие чертежи, которые и используются в проекте. Таким образом, необходимость в расчете н конструировании элементов сооружения отпадает. На рабочих чертежах изображаются только монтажно-маркировочные схемы, планы и разрезы со ссылкой на чертежи конструкций архитектурных и монтажных узлов, которые приведены в альбомах соответствующих типовых серий.

При разработке проектов в индивидуальных конструкциях, как уже указывалось, выполняется расчет сооружения, расчет и конструирование отдельных элементов, а затем разрабатываются рабочие чертежи.