Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений это

Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений

Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений — сложный процесс, требующий ответственного подхода от застройщика и выбора правильной технологии работ. Возведение таких объектов — решение жилищных проблем для многих семей России. Среди популярных сегодня технологий — монолитная, кирпичная, панельная, монолитно-кирпичная и другие. Выбор варианта осуществляется с учетом пожеланий клиента, показаний почвы, уровня сейсмоопасности и других факторов. Как происходит возведение высоток? По какой технологии выполняется строительство, и в чем особенности каждого варианта? В какие этапы проходят работы по возведению объекта? Эти и другие моменты рассмотрим в статье.

Как происходит строительство высотных зданий и сооружений?

Взведение любых сооружений требует прохождения нескольких этапов. Выполнение каждого из них требует соблюдения действующих строительных норм и современных требований законодательства. Сложности в процессе возведения высотных зданий часто возникают из-за нарушения технологии, ошибок в процессе проектирования или низкой квалификации строительной компании.

В целом процесс строительств высоток происходит следующим образом:

Каждый шаг при выполнении строительных работ требует внимания и четкого выполнения со стороны застройщика.

Технология

Большепролетные и высотные здания возводятся по ряду технологий, многие из которых изжили себя и почти не применяются. Рассмотрим нюансы каждого из вариантов.

Панельное строительство

Технология набрала популярности в прошлом веке, благодаря скорости и легкости возведения многоэтажных объектов. Строительство зданий происходит по принципу конструктора, когда элементы готовятся на заводе, после чего стыкуются друг с другом. Для применения технологии требуется соблюдение ряда условий — ограниченность территории, окупаемость строительства, наличие мощных ресурсов и техники для возведения объекта.

Технология панельного строительства применяется не только для многоэтажных зданий, но и в частном секторе при строительстве 2-х и 3-этажных объектов. По такой технологии здания бывают двух типов — с каркасом или без него. Каркасные объекты также делятся на две категории — с полным или внутренним каркасом. Каждый из них имеет свои нюансы:

Кирпичная технология

Строительство высотных сооружений из кирпича отличается легкостью и надежностью. Для выполнения работ не требуется привлечение специальной техники (только подъемники). Недостатком считается сложность исполнения и трудоемкость. Возведение объекта по такой технологии требует от исполнителей опыта и привлечения работников с высокой квалификацией. Даже небольшое отклонение от уровня при кладке кирпича приводит к потере внешнего вида. Вот почему процесс должен проходить под контролем специалистов и только высококлассными работниками.

Монолитная технология

Все большую популярность набирает технология монолитного строительства. В ее основе лежит применение бетонной смеси и ее подготовки прямо на площадке. Стоимость работ и трудозатраты высоки, поэтому застройщики часто выбирают другой вариант — монолитно-панельную технологию. Ее особенность заключается в применении уже подготовленных на заводе ж/д плит.

Недостаток монолитного строительства заключается в зависимости от температурных условий. На морозе бетон застывает, а его применение становится невозможным. Вот почему работы производятся в теплое время года или добавляется дополнительный этап — подогрев бетона. Кроме того, при строительстве большепролетных или высотных зданий по монолитному принципу требуется наличие четкого плана. Это связано с тем, что ошибки в процессе работ или нарушение технологии приводят к получению на выходе дома низкого качества.

Монолитно-кирпичная (каркасная) технология

Такой тип строительства подразумевает отливку этажей с помощью бетона и последующее применение кирпича для создания перегородок. Это современный и востребованный вариант застройки, отличающийся легкостью и надежностью. Применение технологии позволяет объединить преимущества различных видов строительства, получив на выходе звуко- и теплонепроницаемую кирпичную стену. Расходы на реализацию проекта по своему уровню находятся между кирпичными зданиями и крупнопанельной технологией.

Монолитные вентфасады

Такая технология применяется в процессе строительства многоэтажных зданий. Если подходить более строго, это вид отделочных работ, имеющий следующие параметры:

На строительном рынке представлены различные материалы, применяемые для установки вентилируемых фасадов. Панели изготавливаются из винила, композитных или алюминиевых материалов. Их главной особенностью считается продолжительный срок службы и надежность.

При выборе подходящей технологии стоит комплексно подходит к решению вопроса — учитываются не только затраты на выполнение строительных работ, но и наличие требуемой спецтехники, квалифицированных рабочих и аппаратуры.

Основные этапы

Этапы возведения большепролетных или высотных зданий зависят от выбранной технологии. Рассмотрим нюансы процесса для каждого способа.

Панельное строительство проходит в несколько этапов:

Кирпичные здания возводятся следующим образом:

Монолитное строительство проходит в следующие этапы:

В каркасно-монолитной технологии подразумеваются следующие этапы:

Проведение геологической и топографической экспертизы

Не менее ответственным этапом строительства считается топографическая съемка. С ее помощью удается решить две задачи — вычислить координаты будущего большепролетного и высотного здания, а также определить характеристики местности. В том числе топографическая съемка позволяет выяснить глубину грунтовых вод, определить качество участка земли (применяемого под строительство), узнать вероятность просадки грунта под фундаментом и возможность возведения объекта в целом.

Геологическая экспертиза и работы по топографической съемке выполняются квалифицированными компаниями, которые имеют специальный допуск. По завершении мероприятий работники такой фирмы отдают застройщику готовый отчет со следующей информацией:

Проведение указанных работ является обязательным шагом, позволяющим определить технологию строительства сооружения и определиться со строительными материалами. Если на участке земли грунтовые воды залегают на малой глубине или планируется возведение здания на участке со сложным рельефом, применяются специальные технологии.

Создание проекта

По завершении упомянутых работ требуется реализация следующего этапа — оформление проектной документации на будущее высотное здание. От корректности выполнения подобных мероприятий зависит планировка квартир, их площадь и внешний вид сооружения. В работе по созданию проекта принимает участие архитектор, который учитывает действующие строительные нормы, уровень сейсмологической опасности, особенности климата и санитарные требования. К примеру, главное внимание уделяется освещению и обустройству вентиляции, а необходимость теплоизоляции определяется с учетом среднегодовой температуры.

При создании проекта во внимание берутся все нюансы, в том числе расположение коммуникаций. Разработчики документации учитывают все требования, в том числе особенности окружающей среды и экологические факторы. Главным минусом при создании проекта считается необходимость его согласования в уполномоченных органах. На прохождении этого этапа уходит большая часть времени.

Если высотное здание имеет от 22 этажей и более, обязательный этап — расчет нагрузки на фундамент и вычисление стойкости несущих конструкций. В процессе разработки проекта специалисты учитывают нюансы территории для строительства и прилежащих участков.

От корректности оформления проекта зависит соответствие требованиям и итоговый результат строительства многоэтажного объекта, его безопасность, надежность и наружная привлекательность. Обязательное условие — составление проекта, в котором указывается информация о здании или строительной компании.

Источник

ТЕМА 4. БОЛЬШЕПРОЛЕТНЫЕ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ

ДОНБАССКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ

Кафедра “Экономика предприятий”

Разработал: к.э.н., доц. Захарченко Д.А.

по курсу «Основы строительной отрасли»

для студентов специальности 6.030504 «Экономика предприятий»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ

ДОНБАССКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ

Кафедра “Экономика предприятий”

Разработал: к.э.н., доц. Захарченко Д.А.

по курсу «Основы строительной отрасли»

для студентов специальности 6.030504 «Экономика предприятий»

Утверждено на заседании кафедры

ПРОТОКОЛ № __ от _______2011 р.

ТЕМА 4. БОЛЬШЕПРОЛЕТНЫЕ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ

К большепролетным сооружениям относят такие, которые имеют пролеты более 40-80 м. Сравнительно недавно такие сооружения считались уникальными и строились крайне редко, в настоящее время быстрое развитие науки и техники, а также большая потребность в таких сооружениях в промышленности и сфере досуга и развлечения предопределили интенсивное строительство таких сооружений во многих странах.

Особый интерес представляют пространственные конструкции, которые состоят не из отдельных, независимых несущих элементов, передающих нагрузку друг друга, а представляют единую комплексную систему работающих частей конструкции.

Такой пространственный характер конструкций, широко внедряемый в строительство во всем мире – символ строительной техники 20в. И хотя некоторые виды пространственных конструкций – купола, крестовые и своды – были известны с древности, однако ни по применяемости материалов, ни по конструктивным решениям они не отвечают современным требованиям строительства, так как хотя и перекрывали значительные пролеты, но при этом были чрезвычайно тяжелы и массивны.

В пространственных конструкциях привлекает, и их способность оптимально удовлетворять функциональным и эстетическим требованиям архитектуры. Масштабы перекрываемых пролетов, возможность осуществлять гибкую планировку, разнообразие геометрических форм, материалов, архитектурная выразительность – вот далеко не полный перечень особенностей этих конструкций.

Сочетание функционального, технического и художественно-эстетического обеспечивает пространственным конструкциям широкую перспективу, не говоря уже о том, что их применение позволяет получить огромную экономию строительных материалов – на 20-30% снизить материалоемкость зданий и сооружений.

К плоскостным большепролетным сооружениям относятся балки, рамы, фермы, арки. Плоскостные конструкции работают под нагрузкой автономно, каждая в своей плоскости. Несущий элемент плоскостных конструкций, перекрывающих какую-то площадь здания (плита, балка, ферма) работает самостоятельно не участвуют в работе элементов, к которым он примыкает. Это обуславливает меньшую пространственную жесткость и несущую способность плоскостных элементов по сравнению с пространственными, а также их более высокую ресурсоемкость в первую очередь повышенный расход материалов.

Рис. 4.1. Конструктивные решения большепролетных конструкций

Монтаж рам сплошной конструкции производят двумя самоходными стреловыми кранами. Сначала на фундамент устанавливают стойки рамы с частью ригеля, опирающиеся на временную опору, а затем монтируют средний участок ригеля. Соединение частей ригеля производится на временных опорах сваркой или крепкой. После монтажа первой рамы конструкции расчаливают с помощью растяжек.

В ряде случаев рамные конструкции целесообразно монтировать методом надвижки. Такой метод применяют, если рамные конструкции невозможно сразу установить в проектное положение (внутри ведутся работы либо уже возведены конструкции, не позволяющие расположить краны).

Блок собирают в торце здания в специальном кондукторе из 2-3 или 4 ферм. Собранный и закрепленный блок по рельсовым путям поднимают в проектное положение. Устанавливают при помощи домкратов или с помощью легких кранов.

Арочные конструкции бывают 2-х типов: в виде 2-х шарнирной арки с затяжкой и 3-х шарнирной арки. При монтаже арочных конструкций, имеющих несущую часть в виде двухшарнирной арки, производится аналогично монтажу рамных конструкций с помощью самоходных стреловых кранов. Основное требование – это высокая точность монтажа, гарантирующая совмещение пятого (опорного) шарнира с опорой.

Монтаж трехшарнирных арок отличается некоторыми особенностями, связанными с наличием верхнего шарнира. Сборка последнего выполняется при помощи временной монтажной опоры, устанавливаемой посередине пролета. Монтаж производиться методом вертикального подъема, методами скольжения или поворота.

а – монтаж целиком двумя кранами; б – монтаж рам частями с использованием временных опор; в – монтаж рам методом поворота; 1-монтажный кран; 2-рама в сборе; 3-части рамы; 4-временные опоры; 5-лебедки; 6-монтажные стрелы.

Каждую полуарку стропят у центра тяжести и устанавливают так, чтобы пятовый шарнир был заведен на опору, а второй конец на временную опору. То же с другой полуаркой. Вращением в пятовом шарнире достигается совмещением осей замковых отверстий верхнего шарнира.

В пространственных конструкциях все элементы связаны между собой и участвуют в работе. Это приводит к значительному снижению расхода металла на единицу площади. Однако до последнего времени такие пространственные системы (купольные, вантовые, структурные, оболочки) не получали развития из-за высокой трудоемкости изготовления и монтажа.

Рис. 4.4. Монтаж купола с помощью временной центральной опоры

Купольные системы монтируются из отдельных стержней или из отдельных пластин. В зависимости от конструктивного решения, монтаж купольных конструкций может быть выполнен и с использованием временной стационарной опоры, навесным способом или в целом виде.

Сферические купола возводят кольцевыми ярусами, навесным способом. Каждый такой ярус обладает после полной сборки статистической устойчивостью и несущей способностью и служит основанием для вышележащего яруса. Сборные купола могут монтироваться при помощи кондукторных устройств и временных креплений – купол цирка в Киеве, или купол целиком собирается на земле и затем поднимается на проектный горизонт краном, пневмотранспортом или подъемником. Используется метод подращивания снизу.

Висячие конструкции стали применять со 2-й половины 19 века. И одним из первых примеров является покрытие павильона Всероссийской Нижегородской ярмарки, выполненное в 1896г. выдающимся советским инженером Шуховым.

Опыт применения таких систем доказал их прогрессивность, поскольку они позволяют максимально использовать высокопрочные стали и легкие ограждающие конструкции из пластиков и алюминиевых сплавов, что дает возможность создавать покрытия значительных пролетов.

Рис. 4.5. Монтаж висячих конструкций

1-башенный кран; 2-траверса; 3-тросовая полуферма; 4-центральный барабан; 5-временная опора; 6-смонтированная полуферма; 7- опорное кольцо.

В последнее время широкое распространение получили рамные висячие конструкции. Особенность устройства висячих конструкций заключается в том, что вначале возводятся несущие опоры, на которые укладывается опорный контур, воспринимающий натяжение от нитей вант. После их полной раскладки, покрытие загружают временной нагрузкой с учетом полной расчетной нагрузки. Такой прием предварительной напряженности исключает появление трещин в оболочке после полной ее нагрузки во время эксплуатации.

Разновидностью висячих вантовых конструкций являются мембранные покрытия. Мембранное покрытие представляет собой висячую систему в виде тонкой металлической листовой конструкции натянутой на железобетонный опорный контур. Один конец рулона закрепляется на опорном контуре, а рулон при помощи специального траверса краном разматывают на всю длину, натягивают лебедками и закрепляют на противоположном участке опорного контура.

Недостатком мембранных покрытий является необходимость сварки тонких листов по длине и монтажных элементов между собой с нахлестом в 50 мм. При этом практически невозможно получить сваркой шов равнопрочный с основным металлом, поэтому толщина листа искусственно завышается. Эта проблема в какой-то мере решается системой переплетенных лент из алюминиевых сплавов.

Первые длинные цилиндрические оболочки впервые были применены в 1928г. в Харькове при сооружении почтамта.

Длинные цилиндрические оболочки поставляются в полностью законченном виде или укрупняют по месту. Вес монтажных элементов 3х12 около 4 тонн. До подъема производится укрупнение в передвижном кондукторе двух плит вместе с затяжкой в один элемент. При укрупнении производят сварку закладных деталей в стыке, натяжение затяжки и замоноличивание швов.

Установив 8 укрупненных секций, образующих пролет 24м, их выверяют, чтобы совпадали и отверстия, далее сваривают все закладные детали и выпуски продольной арматуры, производят натяжение арматуры и бетонирование швов. После выдержки бетона оболочку раскружаливают и переставляют подмости.

В строительной практике пространственные, перекрестные, ребристые и стержневые конструкции обычно объединяют под названием структурные конструкции.

Перекрестные системы конструктивных различных форм покрытий с прямоугольными и диагональными решетками получили широкое распространение сравнительно недавно со второй половины 20 века в таких странах как США, Германия, Канада, Англия, бывший СССР.

Определенное время структурные конструкции не получали широкого развития из-за высокой трудоемкости изготовления и особенностей монтажа конструкции. Усовершенствование конструкции, особенно с использованием ЭВМ, позволило обеспечит переход на поточное их изготовление, снизить трудоемкость их расчета, повысить его точность и, следовательно, надежность.

Рис.4.6. Покрытие здания из крупноразмерных плит

1-плита размером 3х24м; 2-зенитный фонарь; 3-подстропильная ферма; 4- колонна.

В основе перекрестно-стержневых систем лежит опорная геометрическая форма. Отличительная особенность разных типов структурных конструкций – пространственный узел сопряжения стержней, который и определяет в значительной мере трудоемкость изготовления и сборки этих конструкций.

Структурные конструкции обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционными плоскостными решениями в виде рам и балочных конструкций:

Наряду с отмеченными преимуществами структурные конструкции имеют и ряд недостатков:

Пневмоконструкции используются для временного укрытия или для использования в каких-то вспомогательных целях, например в качестве опорных конструкций при возведении оболочек и других пространственных конструкций.

Пневматические покрытия могут быть 2-х видов – воздухоопрные и воздухонесущие. В первом случае небольшое избыточное давление мягкой оболочки сооружения обеспечивает получение необходимой формы. И эта форма будет сохраняться, пока будет поддерживаться подача воздуха и необходимое избыточное давление.

Во втором случае – несущий конструкцией служат заполненные воздухом трубы из эластичного материала, образующие как бы каркас сооружения. Иногда их называют пневматическими сооружениями высокого давления, потому что давление воздуха в трубах намного выше, чем под воздухоопорной пленкой.

Возведение воздухоопорных сооружений начинают с подготовки площадки, на которую укладывают бетон или асфальт. По контуру сооружения устраивают фундамент с анкерными и уплотняющими устройствами. Под действием воздушного давления оболочка распрямляется и приобретает проектную форму.

Воздухонесущие или пневмокаркасные конструкции сооружаются аналогично воздухоопорным, лишь с той разницей, что воздух подают от компрессора по резиновым трубами и через специальные вентили закачивается в замкнутые каналы так называемого каркаса сооружения. Благодаря высокому давлению в камерах каркас занимает проектное положение (чаще всего в виде арок) и поднимает за собой ограждающую ткань.

Источник