Перспективи розвитку сучасного житлового,промислового і громадського будівництва в Україні і світі

 

на тему: «Перспективи розвитку сучасного житлового,промислового і громадського будівництва в Україні і світі»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зміст

Вступ 1

1. Висотні будинки. 1

2. Технологія монолітного бетону 3

3. Опалубні системи 6

а - монтаж робочих несучих підмостів; 8

б - підйом внутрішньої опалубної панелі на робочий горизонт; 8

в - підйом зовнішньої опалубної панелі на робочий горизонт; 8

г - установка арматури 8

4. Підйомно-транспортне і допоміжне устаткування для висотного будівництва 9

Висновок 17

Література 18

 

 

 

Вступ

Як галузь суспільного виробництва мистецтво архітектури залежить від досягнень науково-технічного прогресу, характеру виробничих відносин, від природних і  кліматичних  умов, художніх смаків та ін. В останні десятиліття якісні зміни будівельної техніки, створення нових конструкцій і матеріалі, а також швидке зростання чисельності людства,  істотно вплинули на сучасну архітектуру. Багатогранність практичних потреб зумовила створення і будівництво найрізноманітніших типів і видів споруд, з яких утворюються ансамблі, комплекси та цілі міста.

Деякі надають перевагу будівництву міст, які є екологічно чистими, а інші прагнуть створити міські чудеса, щоб перевершити Дубаї, місто в пустелі, де вода тече рясно, чи створити  найвищу будівлю в світі.

Розвиток архітектури  у контексті  змін включає різні складні чинники як наприклад економіка, естетика, технологія, муніципальні правила, і політика. Серед них, економіка є первинним керівним чинником. Відповідь на економічні виклики XXI ст. можна розглянути у розвитку висотних багатофункціональних будинків.

Висотні будинки.

  В основу розвитку  високих будівель та споруд, на  початку дев’ятнадцятого століття, покладені  економічні аспекти – на меншу ділянку входить більша кількість приміщень, тобто можна запроектувати більше офісних площ вертикально і максимізувати орендні плати за ці офіси, за рахунок забезпечення їх максимальним природнім освітленням. Накопичений міжнародний досвід забудови сучасного мегаполісу свідчить, що з урахуванням вартості земельної ділянки найбільш виправданими з економічної точки зору є будівлі заввишки від 30 до 50 поверхів. Все, що вище, з’являються з міркувань архітектурно-містобудівної значущості, престижності або значної ціни і нестачі вільних міських територій [1].

Традиційною функцією хмарочосів були комерційні та  адміністративні будівлі. Інші види функцій в будинках підвищеної поверховості, такі як наприклад житлова, чи змішаного використання, готельна функція використовувалися значно рідше, це продемонстровано на діаграмі 1. Будівництво хмарочосів дещо сповільнилося після трагедії  11 вересня, 2001року, проте, вони продовжуватимуть будуватися із-за їх істотних економічних показників в щільному міському сухопутному використанні.

Для того, щоб обслуговувати  такі споруди, стало необхідним розвивати  нові технології.

Сьогодні головний матеріал для зведення каркасу висотних споруд - монолітний залізобетон. Хоч би тому, що на основі залізобетонного каркасу створені багато відомих хмарочосів, у тому числі і світові рекордсмени - вежа “Бурж Дубай” (висота 818 м) і висотки нафтового концерну Петронас в Малайзії (висота 432 м). Слід зазначити, що щорічне виробництво бетону, що використовується для зведення монолітних конструкцій різних будівель і споруд, перевищує 1,5 млрд.м³, а на виготовлення цих конструкцій витрачається більше половини світового виробництва цементу. По обсягах випуску і сфери свого застосування монолітний бетон випереджає інші види будівельних матеріалів. Так, його виробництво на душу населення в США складає 0,75 м³, Японії - 1,2, Німеччині - 0,8, Франції - 0,5 м³. Для порівняння в країнах СНД цей показник значно менший - від 0,15 до 0,2 м³ [2].

Про можливі перспективи  висотного будівництва в нашій  країні ще пару років назад міркували  тільки на наукових конференціях. Серед  причин скептичного відношення була відсутність повноцінної нормативної  бази, досвіду у архітекторів і  проектувальників, технологів і будівельників. Проте вже тоді багато фахівців приходили  до висновку, що саме висотне будівництво  дасть вітчизняному будкомплексу імпульс  до переходу на більш високий науково-технічний  рівень [3].

Технологія  монолітного бетону

З часом з'явилося розуміння, що потенціал монолітного бетону як чудового конструкційного матеріалу, що дозволяє зводити яскраві і  виразні споруди, використовується не повною мірою. Очевидно, що розширенню сфери його застосування у висотному  будівництві сприятимуть освоєння нових технологій, створення і  впровадження сучасних опалубних систем, систем комплексної механізації  технологічних процесів приготування, доставки, подання і укладання  бетонної суміші, прискорених методів  тверднення при цілорічному виробництві  робіт.

Основу процесу зведення монолітних висотних будівель складає  комплекс технологічних і організаційних заходів, спрямованих на оптимізацію термінів виробництва робіт, зниження їх трудомісткості і забезпечення необхідної якості конструкцій.

У світовій практиці широко застосовується бетон класів С40-С60. Останніми роками намітилася тенденція до використання високоміцних бетонів - С60-С90. Так, в монолітному каркасі комплексу "Федерація" в Москві закладений бетон класів С60 і С80-С90. З конструктивної точки зору клас матеріалу залежить від діючих навантажень по висоті будівлі. Прикладом раціонального використання класів бетону може служити каркас Jin Mao Building(м. Шанхай) [4], мегаколони якого перерізом 1,5х5, 0 м на нижніх і 1,0х3, 5 - на більш високих поверхах, зведені з бетонів С80-С40(мал. 1). У 72-поверховій будівлі(264 м) "Tiump World Tower"(м. Нью-Йорк, США) міцність цього конструкційного матеріалу варіювалася як по висоті, так і по видах конструктивних елементів(мал. 2). У нижніх поверхах застосований бетон класу С85.

Малюнок 1 - Розподіл міцності бетону по висоті(а) і схема конструкції(б) вежі "Jin Mao Building w Szanghaju"(м. Шанхай, Китай)

Малюнок 2 - Розподіл міцності бетону по висоті будівлі.

Відповідно до доручення  Міністерства архітектури і будівництва  фахівцями РУП "Інститут БелНІІС" за участю інших організацій розроблений ТКП 45-1.03-109-2008 "Висотних будівель з монолітного залізобетону. Правила зведення" [5]. У нім викладені принципові підходи до технології зведення монолітних конструкцій, що акумулюють вітчизняний і зарубіжний досвід. На необхідність її ретельного опрацювання ще на стадії проектування монолітних каркасів висоток звертається увага вже при підготовці спеціальних технічних умов на проектування(СТУ).

Вимоги до бетону як конструкційного матеріалу для цього виду будівництва стають особливо жорсткими. І без сучасних технологій модифікації монолітного бетону, що забезпечують необхідну морозо-, вогне-, ударостійкість і довговічність при агресивних діях, у висотному будівництві не обійтися.

Важливою вимогою є  безперервне виробництво бетону у великих кількостях і подання  його на великі відстані як по горизонталі, так і по вертикалі без зміни  властивостей реологій. Усі технологічні переділи, починаючи від приготування бетонної суміші і до її укладання, підлягають ретельному контролю. Застосовують в основному дві технологічні схеми доставки бетонної суміші :

• у автоматичних бетонозмішувачах від централізованого бетонного вузла;
• з автоматизованого бетонного вузла, що забезпечує приготування модифікованих сумішей прямо на об'єкті.

Другий варіант кращий оскільки дозволяє оперативно управляти процесом коригування складу бетонної суміші і зводить до мінімуму зміну її властивостей реологій в часі - від початку приготування до укладання в опалубку.

Будівництво сучасних висотних будівель пов'язане із застосуванням  потужних бетононасосних установок(автобетононасосів і стаціонарних бетононасосів). Автобетононасоси з розподільною стрілою в основному подають бетонну суміш при зведенні підземної частини і перших поверхів споруд. Стаціонарний бетононасос з переналагоджуваним бетоноводом забезпечує її безперебійний вступ на усю висоту будівлі. Розподіл і подання суміші в конструкції виконують гідравлічною розподільною стрілою, яка монтується на технологічній захватці на раніше зведених монолітних конструкціях(мал. 3). Кранам веж відводиться роль допоміжного засобу для доставки бетонної суміші в цебрах на висоту будівлі.

Малюнок 3 - Укладання  бетонної суміші з використанням розподільної стріли (м.Чикаго, США, 2010 р.)

Режим твердіння бетону призначають залежно від конкретних умов виробництва робіт, особливостей конструкцій, що зводяться, необхідної міцності, темпів зведення і так далі.

Підвищені вимоги, які ставлять і до арматурних робіт. Як правило, зварювання арматури для висотних будівель недопустиме. Для стику арматури рекомендується застосовувати сполучні муфти або технологію її в'язки у будівельних умовах, наприклад з використанням спеціального ручного пістолета.

Опалубні  системи

Опалубні системи і  опалубні технології в основному  визначають темпи будівництва і  трудомісткість операцій на бетонних роботах. Слід враховувати, що на висоті більше 100 м із-за вітрів і туманів  крани не завжди можуть повноцінно працювати і використати їх можна  максимум 4-5 днів в тиждень, а будувати за цей час треба не менше 1 поверху [7]. У цих умовах найбільш доцільні само-підйомні на гідравлічному приводі опалубні системи. Для будівництва будівель заввишки від 20 до 30 поверхів розроблені опалубні технології зведення монолітного каркаса із застосуванням традиційних опалубних систем(мал. 4).

Малюнок 4 - Зведення будівлі висота - 20 поверхів із застосуванням традиційних опалубних систем(м. Дубай, 2008 р.)

Вони, проте, не можуть забезпечувати  темпів будівництва, що перевищують 3-4 поверхи в місяць, і потребують розробки спеціальних технологій по опалубних роботах і забезпеченні безпечних умов праці. Використання традиційних опалубних технологій зведення монолітного каркаса практикують в Україні.

При будівництві зовнішніх  стін будівель вище 30 поверхів необхідно  застосовувати переставні само-підйомні опалубки з гідравлічним приводом, які є сукупністю модуля опалубки, що складається із зовнішньої і внутрішньої опалубної панелі, робочих підмостів, що є несучими, і анкерів для кріплення опалубки до будівлі(мал. 5).

а - монтаж робочих несучих підмостів;

б - підйом внутрішньої опалубної панелі на робочий горизонт;

в - підйом зовнішньої опалубної панелі на робочий горизонт;

г - установка  арматури

Малюнок 5 - Схема  монтажу переставної опалубки

 Ефективність переставної опалубки, конструкція якої дає можливість безпечно переміщати увесь блок краном, полягає і в зниженні трудомісткості опалубних робіт, збільшенні темпів і якості будівництва.

Само-підйомні опалубки в комплексі вирішують питання опалубки і механічного переміщення опалубки по висоті, забезпечення безпечних умов виробництва робіт і максимального захисту від вітру(мал.6).

Малюнок 6 - Самопідйомна опалубка при будівництві хмарочоса в м. Москва(Росія, 2008р.)

 Опалубка носить індивідуальний характер, проектується і виготовляється під конкретний об'єкт. Для особливо складних висотних будівель розробляють спеціальні проекти з ув'язкою переміщення по висоті опалубки, гідравлічної розподільної стріли і індивідуальних кранів, що розміщуються на каркасі, що будується.

Підйомно-транспортне  і допоміжне устаткування для  висотного будівництва

Традиційні підймальні крани доцільні при зведенні будівель не вище 70-80 м. При більшій висоті співвідношення основних параметрів крану(вантажопідйомність, маса вантажу, що піднімається, безпека і вартість робіт) стає неоптимальним. Для ведення робіт на висоті до 130-140 м слід використати приставні підіймальні крани, які прикріпляються до зведених конструкцій будівлі, що будується. При цьому рекомендується наступна технологічна схема: конструкції на висоті 60 м і менше зводяться за допомогою традиційного підіймального крану, на висоті 130 м і менше – приставного (мал.7), оптимальність використання якого на цій відмітці і вичерпується. Для будівництва споруджень більшої висоти використовуються самопідйомні крани, що не мають обмежень по висоті підйому вантажу. Монтажні крани подібного типу кріпляться до ядра жорсткості будівлі і забезпечують виробництво робіт на ярусі заввишки від 30 до 40 м(мал.8).

Малюнок 7 - Кріплення  приставного крану вежі до каркаса  будівлі(м. Варшава, Польща, 2007 р.)

Малюнок 8 - Зведення монолитньїх конструкцій з використанням  самоподьемного крану(м. Москва, Росія, 2008 р.)

Після закінчення робіт самопідйомні крани, як правило, демонтують і по частинах опускають вниз за допомогою лебідок. Проте за кордоном їх нерідко консервують і залишають на покрівлі з метою подальшого використання, наприклад при поточному або капітальному ремонті будівлі [8].

При висотному будівництві  до традиційної проблеми підйому  дрібних вантажів на стадії обробних робіт додається питання безпечного підйому робітників. Для цих цілей  використовують спеціальні вантажопасажирські підйомники(мал. 9) вантажопідйомністю до 3 т і місткістю до 20 чоловік. Рекомендована середня робоча висота підйому залежить від конструктивних особливостей будівлі, що будується. Кількість і тип підйомників визначають виходячи з конфігурації будівлі і вимог по організації робіт на об'єкті. Підйомники встановлюють після зведення 5-10 поверхів надземної частини.