БЫСТРОВОЗВОДИМЫЕ ЗДАНИЯ, ИХ ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ

Общая характеристика быстровозводимых зданий

Увеличение темпов строительства способствует появлению новых материалов и технологий, которые позволяют заметно сократить уровень издержек и сроки строительства различных типов зданий, обеспечивая при этом высокое качество постройки. Наиболее широкое распространение на современном этапе получили быстровоз- водимые здания на основе прочного каркаса и легких ограждающих конструкций. Их активное применение позволяет быстро возводить здания различной формы, размера и этажности. По сроку службы такие здания сопоставимы со зданиями из традиционных материалов, при этом их использование помогает снизить затраты на проектирование, монтаж, демонтаж и последующую эксплуатацию до 40%.

Одной из главных особенностей таких промышленных зданий является их мобильность — возможность неоднократного переноса производства на новое место, что при организации многих производств имеет большое значение.

Универсальные быстровозводимые здания получили распространение во всех сферах строительства, так как они могут использоваться практически в любых климатических условиях, быть оборудованы всеми необходимыми инженерными коммуникациями и иметь любую внешнюю и внутреннюю отделку.

В настоящее время разработан широкий ассортимент промышленных зданий из легких металлоконструкций комплектной поставки (ЛМК КП). Они предназначены для размещения объектов производственного, подсобно-производственного и административно-бытового назначения после соответствующего технико-экономического обоснования.

Промышленные здания могут быть разделены на две основные группы.

Первая группа — здания имеют резко выраженный индивидуальный характер, объемно-планировочные и конструктивные решения, которые полностью зависят от особенностей технологии.

Вторая группа — здания характеризуются многообразием архитектурно-строительных решений. Их объемно-планировочные и конструктивные решения не имеют жесткой зависимости от технологического процесса.

Технические возможности Л МК КП позволяют применять их практически во всех климатических зонах страны, включая труднодоступные районы, и для общих групп строительства.

В основу формирования зданий, проектируемых из ЛМК КП, положены габаритные и конструктивные схемы зданий, разработанные рядом ведущих научно-исследовательских и проектных институтов России и других стран СНГ.

Параметры зданий (размеры пролетов, шаг колонн, высот, грузоподъемность подвесных и опорных мостовых кранов) и их сочетания, принятые в унифицированных габаритных схемах, выбраны из числа наиболее часто повторяющихся в строительстве и соответствуют условиям изготовления конструктивных элементов на поточных технологических линиях специализированных заводов ЛМК КП. При выборе того или иного типа конструкции следует руководствоваться не только экономией металла и уменьшением трудозатрат на изготовление и монтаж, но и производить оценку приведенных затрат на здание в целом с учетом затрат на стены, на возмещение потерь тепла и на вентиляцию. Для анализа рекомендуется использовать целевую функцию общей стоимости (приведенных затрат) всех элементов.

Анализ ТЭП производственных зданий из ЛМК КП и зданий с традиционным железобетонным каркасом с учетом приведенных затрат показывает, что расход стали в здании из этих конструкций, приведенный к стали СтЗ, в 1,7—2,4 раза выше, чем для варианта из железобетона. В то же время трудоемкость изготовления и монтажа зданий из ЛМК КП на 20—30% меньше. При этом затраты труда на изготовление конструкций в 2—3 раза ниже благодаря высокому уровню механизации и автоматизации производства. Продолжительность монтажа зданий из ЛМК КП вследствие больших возможностей совмещения работ на 25—40% меньше, чем при сборном железобетоне. Масса здания из ЛМК КП в 3—5 раз меньше массы здания из сборного железобетона.

В результате улучшенных теплотехнических качеств металлических ограждающих конструкций с эффективным утеплителем годовые эксплуатационные расходы на отопление по зданиям из ЛМК КП в 1,5 раза меньше по сравнению с однослойными легкобетонными панелями стен и железобетонными плитами покрытий с минераловатным утеплителем.

Типовые быстровозводимые здания рассчитаны и запроектированы под следующие условия эксплуатации:

  • • температура внутреннего воздуха — от +18 °С;
  • • относительная влажность — не выше 60%;
  • • категория по пожарной опасности — А, Б, В, Г, Д;
  • • степень огнестойкости — III а;
  • • расчетная температура наружного воздуха — до —50 °С;
  • • сейсмостойкость — до 9 баллов;
  • • срок службы здания — не менее 20 лет;
  • • число передислокаций здания за расчетный срок службы может быть не менее 3 раз.

По сравнению с традиционными капитальными быстровозводимые здания обладают множеством преимуществ: удешевление строительства в результате сокращения транспортных расходов, сроков строительства, экономии на строительной технике и фундаменте (в отличие от стандартных, быстровозводимые конструкции не требуют глубокого фундамента или применения специальных строительных материалов). Это гарантирует быструю отдачу от вложенных средств.

Быстровозводимые здания также отличают простота и высокая скорость монтажа, легкость подгонки под климатические условия. Это означает, что сборка может вестись практически в любых погодных условиях и в любом климате.

Быстровозводимые здания удобны в транспортировке и не требуют особых условий погрузки и разгрузки. Кроме того, они обладают высокой прочностью, устойчивостью и высокими акустическими и теплоизоляционными характеристиками. Быстровозводимые здания имеют привлекательный внешний вид и не требуют применения дополнительной отделки, что позволяет им вписываться в существующую специфику городской среды. Разработаны типовые проекты быстровозводимых зданий, и возможно изготовление комплектов зданий по индивидуальным заказам.

Значительно ускорить и облегчить процесс проектирования и возведения конструкций позволяет приобретать типовой проект здания из ЛМК и сэндвич-панелей. Полнокомплектные быстровозводимые здания могут использоваться для складских, производственных, сельскохозяйственных, спортивных помещений, офисов и многого другого. Полнокомплектное быстровозводимое здание типовой планировки представляет собой готовое решение и позволяет существенно сократить время и расходы на строительство вследствие отсутствия этапа проектирования, коротких сроков поставки и комплектации из уже готовых элементов. Они имеют современный и привлекательный внешний вид и совсем не напоминают серые и унылые заводские корпуса прошлого века.

Возведение зданий типовых серий характеризуется отсутствием сварных соединений, возможностью последующего многократного демонтажа, транспортировки и монтажа на новом месте. Размеры элементов конструкции оптимизированы для перевозки любым видом транспорта.

В зависимости от сферы применения быстровозводимые конструкции делятся на здания промышленного и общественного назначения.

В зависимости от технологии среди них выделяют несколько типов:

  • • быстровозводимые здания, построенные на основе металло- каркаса и сэндвич-панелей;
  • • быстровозводимые здания с облегченным каркасом, двусторонней обшивкой и внутренним утеплителем, собираемые на месте строительства;
  • • блочно-модульные здания с металлическим каркасом (здание собирается на основе модулей или блок-контейнеров).

В настоящее время самыми популярными являются конструкции на основе металлического каркаса и легких сэндвич-панелей, поскольку они позволяют в течение всего нескольких недель возводить здания любых форм и размеров с возможностью последующей надстройки перемонтажа (см. рис. 13.1 на с. 199).

Главным несущим элементом быстровозводимого здания является прямоугольный высокопрочный каркас из металлических профилей. Каркас имеет вертикальные стойки и горизонтальные прогоны для крепления внешней и внутренней обшивки, для установки окон, дверей и внутренних перегородок. Металлические части каркаса, как правило, обрабатывают антикоррозионным покрытием.

Металлокаркас может быть как стандартным, так и выполненным на основе тонкостенного профиля. Преимущества тонкостенного металлокаркаса состоят в большем сроке эксплуатации и низкой нагрузке на фундамент, что и обуславливает высокую скорость сборки и сравнительно небольшую цену. Каркас из ЛМК легко монтируется и демонтируется, при этом не требует дополнительной техники или рабочих. При монтаже ЛМК исключаются сварочные работы, что ускоряет сборку и повышает качество конструкции. Ограждающие конструкции, к которым относятся стены, кровля, перекрытия, двери и т.д., служат для ограничения здания и делятся на наружные и внутренние. Наружные конструкции защищают здание от различных климатических факторов, в то время как внутренние предназначены для разделения внутреннего пространства здания. В зависимости от материала существует два типа ограждающих конструкций из сэндвич-панели. Одним из типов ограждающих конструкций является сборная конструкция (полистовая сборка), которая выполняется на месте на готовом каркасе. Каркас с металлическими прогонами обшивается снаружи профлистом, затем в ячейки, образованные прогонами, закладывается утеплитель в один или несколько слоев. Далее каркас покрывается пароизоляционным материалом (пленкой), обшивается металлолистами, а затем — внутренней обшивкой, которая выбирается в зависимости от требований заказчика. Достоинства полистовой сборки заключаются в невысокой цене, непрерывности утеплителя, а недостатки — в трудоемкости сборки. При проектировании и производстве промышленных цехов, как правило, отдается предпочтение индивидуальному проектированию. Это обусловлено тем, что каждое производство имеет специфику и свои особенности.

Каждый проект содержит в себе схему электрической проводки, канализации, водоснабжения, вентиляции и прочих коммуникаций, которые будут необходимы. Изначальное проектирование здания с учетом всех требований в последующем экономит массу времени, сил и средств заказчика. Следует еще раз отметить, что весь этот комплекс работ проходит в очень сжатые сроки. В зависимости от специфики производства здания могут оборудоваться различными воротами (подъемными или распашными; с калиткой или без нее), дверями, окнами. Возможно также использование прозрачного материала для обшивки стен, перегородки или потолка, что позволит максимально использовать натуральное освещение здания.

Здание может быть одноэтажным или состоять из нескольких этажей. В качестве перекрытий в промышленных корпусах используются многослойные панели, которые обеспечивают надежную не только теплоизоляцию, но и звукоизоляцию.

Колонны изготавливают из широкополочных двутавров, стропильные фермы, прогоны, связи — из стального профиля. Все элементы каркаса — с антикоррозийным покрытием и окраской промышленными эмалями. Теплоизоляционные панели крепятся к элементам стального каркаса. Стеновые панели могут быть вертикально или горизонтально ориентированы. Кровельное покрытие — стальной профилированный лист с пластиковым или лаковым покрытием.

Соединение сборных конструкций зданий — на болтовых соединениях и самонарезающих винтах. Все крепежные и монтажные детали включаются в комплект конструкций здания.

Благодаря отработанным конструктивным решениям и полной комплектации монтаж здания выполняется быстро, без трудоемких строительных работ и большого расхода материалов.

Быстровозводимые сооружения имеют меньшую массу, чем капитальные, а потому нагрузки на фундамент в этом случае невелики. Это позволяет устанавливать быстровозводимые здания на сложных, не очень подходящих для промышленного строительства участках.

Высокая подвижность быстровозводимых зданий, сооружений, их приятный внешний вид — неоспоримые преимущества. Строительство сборных быстровозводимых зданий возможно в любое время, независимо от сезона (даже зимой) и занимает кратчайшие сроки.

Широко используемые в настоящее время модульные быстровозводимые здания имеют небольшой вес и единый габарит для транспортировки. Они могут быть сразу оснащены всеми видами необходимого инженерно-технического и экологического обеспечения. Все быстровозводимые здания, сооружения сборно-разборные, мобильные и предусматривают любую планировку внутренних помещений.

Преимущества модульных быстровозводимых зданий:

  • — высокая скорость возведения;
  • — возможность быстрого демонтажа, простая транспортировка;
  • — отсутствие капитального фундамента;
  • — возможность надстраивать дополнительные этажи без дополнительного укрепления нижних этажей;
  • — высокие пожаробезопасные свойства быстровозводимых зданий из сэндвич-панелей, большая надежность и значительное сокращение сроков их сдачи в эксплуатацию;
  • — прочность и сейсмостойкость;
  • — эксплуатация в температурном диапазоне от —50 до +60 °С;
  • — приемлемая стоимость;
  • — мобильность;
  • — многофункциональность;
  • — долговечность;
  • — возможность многократного применения.

Модульные здания благодаря своим конструкционным особенностям позволяют производить перепланировку, надстраивать второй уровень. Эти здания могут комплектоваться дополнительным оборудованием: системами водоснабжения, теплоснабжения, канализации, кондиционирования.

Преимущества модульных зданий заключаются в легкости конструкции, быстроте изготовления, легкости монтажа, демонтажа и передислокации, не требующих больших капитальных вложений. Применение порошковой полиэфирной эмали при окраске деталей здания обеспечивает высокие антикоррозийные и эстетические свойства, обеспечивает их повышенную атмосферостойкость. Все эти преимущества дают возможность размещать быстровозводимые здания в стесненных условия сформировавшейся городской среды, что часто является решающим при выборе площадки строительства.

Модульные быстровозводимые здания строятся из блок-модулей, объединенных в группы. Блок-модуль — это конструкция, состоящая из металлического каркаса и ограждающих элементов, имеющая закрытое внутреннее пространство, пригодное для использования в бытовых и промышленных целях. Стены и покрытие мобильного здания выполнены конструктивно из сэндвич-панелей.

Современные стальные конструкции позволяют легко и в сжатые сроки строить конструкции различной этажности, с произвольной высотой этажей, на любой стадии эксплуатации сооружения сохраняется возможность наращивания конструкции здания в любой плоскости. Технологии, применяемые в производственном процессе, позволяют изготавливать здания из металлоконструкций шириной от 6 до 90 м, одно- и многопролетные, различной этажности, без кранового оборудования и с кранами грузоподъемностью до 50 т.

Несущие конструкции воспринимают все действующие на здание нагрузки с передачей их через фундаменты на основание. Наибольшее распространение получила рамно-связевая схема каркаса, основу которой составляют поперечные рамы, которые размещаются вдоль здания друг за другом, как правило — с одинаковым расстоянием (шагом). Обычно для зданий больших пролетов и при значительной высоте выгоднее шаг 12 м (сетка колонн 12x24 м), и, наоборот, для зданий с меньшими параметрами экономичнее шаг колонн 6 м. На ригели рам опираются прогоны, по которым укладывают профилированный настил. При беспрогонном решении пролет между рамами перекрывают крупноразмерными панелями (например, кровельными сэндвич-панелями).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >