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.

Поделиться
Отправить
2018