книги / Технология возведения зданий и сооружений

В качестве примера уменьшения внутренних напряжений можно привес­ ти построенный в Калининграде Дворец спорта, выполненный прямоуголь­ ным в плане. В нем сжимающие усилия в вантах воспринимают два ряда трибун, поэтому продольные ванты оказались не нужны. Покрытие было вы­ полнено в виде жесткой опрокинутой арки. В вантовой ферме несущим при­ нят нижний канат, а верхний - стабилизирующим, на нем закреплены метал­ лические прогоны-связи, по которым уложен и зафиксирован настил из лег­ ких асбестоцементных листов покрытия.

17.3.Возведение круглого здания с вантовыми фермами

Дворец спорта «Юбилейный» в Петербурге выполнен круглым в плане, диаметр составляет 93 м, высота здания 20 м. Здание вмещает демонстраци­ онную арену с искусственным ледяным полем, трибуны на 11 тыс. человек, ряд обслуживающих и вспомогательных помещений. Каркас здания, вклю­ чающий колонны, покрытие и связи, представляет собой сложное инженер­ ное сооружение. В качестве покрытия арены применена вантовая система в виде 48 радиальных тросовых ферм, которые предварительно напряжены в процессе монтажа.

Вцелях снижения строительной высоты здания опоры тросов (несущего

истабилизирующего) по наружному периметру здания впервые в практике смещены относительно друг друга по вертикали. Суммарный распор тросов, возникающий в них от предварительного натяжения, собственного веса и от внешней эксплуатационной нагрузки, воспринимается одним железобетон­ ным кольцом, расположенным ниже уровня крепления стабилизирующего троса. Это железобетонное кольцо через обетонируемые консоли крепится к 48 колоннам, расположенным по окружности 0 93 м. Конструкция здания решена без внутренней стойки-опоры.

Ванты в опорном контуре закреплены с помощью анкеров - гильзы, в которой обжимаются концы каждого каната. При вантовых фермах наруж­ ные концы канатов закрепляли в стальных колоннах, а внутренние - в цен­ тральных цилиндрических кольцах, соединенных между собой стойками. Кольца на первой стадии работ монтажа полуферм были сближены, что по­ зволило завести концы вант в опоры, а перед натяжением кольца были раз­ двинуты, что привело к распря'млению полуферм, их предварительному на­

тяжению.

В центре распор тросов воспринимается двумя металлическими кольца­ ми 0 12 м, соединенными между собой шарнирно закрепленными сжатыми стойками. От этих распорных усилий в наружном железобетонном кольце возникают напряжения сжатия, а во внутренних кольцах - растяжение. В местах пересечения тросов образуется кольцевая ендова, на которой разме­ щены воронки внутреннего водостока.

Фундаменты здания как для наружных стен, так и для подтрибунных по­ мещений монолитные, на свайном основании. Наружные, колонны здания стальные, в виде двутавра, обетонированные. Верхняя часть колонн работа­ ет, как консоль. Внизу колонны жестко заделаны в фундаменты, объединен­ ные нижним железобетонным поясом. Несущая конструкция покрытия пред­ ставляет собой новый вид вантовой системы.

Стальные панели покрытия имеют трапециевидную форму и опираются на специальные столики, шарнирно закрепленные на стойках ферм. Несущие нижние тросы ферм из каната 0 65 мм, верхние, стабилизирующие - 0 42,5 мм. Тросы (канаты) с помощью анкерных муфт прикреплены к колоннам и внут­ ренним опорным кольцам.

Стойки вантовых ферм служат для восприятия контактных усилий между тросами, благодаря которым создается предварительное натяжение всей сис­ темы, а также для передачи на нижние тросы веса кровли, снега и других внешних нагрузкок. Стойки ферм из металлических труб по концам имеют вилкообразные оголовки для крепления на вантах. Сверху на стойках распо­ ложены опорные столики для кровельных панелей.

Наружное опорное кольцо - прямоугольные железобетонные элементы длиной 6 м, они воспринимают распор вантовых ферм, усилия этого распора передаются через колонны.

Плиты покрытия - стальные, сваренные из плоских листов толщиной 3 мм и гнутых стальных профилей; поверхностная плотность плит - 50 кг/м2. Кровля включает слой фенольного пенопласта толщиной 35 мм, приклеиваемого к стальным панелям покрытия, выравнивающей стяжки из холодной битумной мастики и рулонного ковра из двух слоев стеклосетки и слоя гидроизола. Внутренние водостоки - 12 воронок, расположенные по круговой ендове.

Технология изготовления и монтаж конструкций. При возведении ван­ тового покрытия Дворца спорта «Юбилейный» был применен способ сборки полуферм на нулевой отметке. Стойки в конструкции полуфермы устанавлива­ лись с таким расчетом, чтобы после предварительного натяжения системы они заняли строго вертикальное положение. Собранная таким образом полуферма при помощи специальной траверсы устанавливалась в проектное положение. При этом вначале закреплялся на внешнем контуре с помощью цилиндриче­ ского шарнира стабилизирующий трос, а затем - несущий. Анкерный стакан несущего троса вместе с заблаговременно надетыми сферическими шайбами заводился сверху в специальное гнездо вверху колонны. В нижнем опорном кольце закреплялся противоположный конец несущего троса и последним за­ креплялся второй конец стабилизирующего троса. Этот трос со стороны внут­ реннего кольца имел удлинитель - стальной стержень с нарезкой, что позво­ ляло первоначально закрепить трос на кольце гайкой через сферические шай­ бы. Так свободно были навешены все полуфермы покрытия.

Монтаж висячих покрытий состоит из следующих операций:

■монтажа колонн;

*монтажа наружного опорного кольца;

■установки средней стойки с 12 домкратами;

■установки центральных опорных колец;

■изготовления вант;

■монтажа вантовых полуферм;

■первоначального натяжения полуферм;

■монтажа панелей покрытия с заделкой стыков;

■напряжения вантовой системы;

■окончательного замоноличивания плит покрытия.

Плиты покрытия укладывают на канаты от нижней отметки к верхней при равномерном загружении вантовой системы. Плиты соединяют меж­ ду собой, в швы укладывают арматуру, до замоноличивания швов осуще­ ствляют натяжение вант гидродомкратами. Натяжение вант осуществля­ ют только с одной стороны, обычно со стороны наружного опорного кольца.

При установке колонн наружного диаметра был принят безвыверочный метод монтажа. Первоначально в бетонном фундаменте устанавливались и фиксировались анкерные установочные болты, на них монтировалась стальная опорная плита башмака колонн, положение которой строго выве­ рялось по уровню и фиксировалось гайками установочных болтов. После этого стальная опорная плита подливалась цементным раствором под ус­ тановленный уровень. Колонны с фрезерованными торцами монтировались по рискам осей и после закрепления обетонировались на всю высоту. В ка­ честве опалубки - облицовки использовались офактуренные железобетон­ ные плиты.

После монтажа колонн возводилось наружное опорное железобетонное кольцо на отметке 18,3 м. Кольцо монтировалось из отдельных железобе­ тонных элементов длиной 6 м и сечением 2,80x0,62 м. Масса элемента около 20 т. Для их подъема использовался башенный кран БК-300. Элементы кольца устанавливались и закреплялись на стальных консолях колонн.

Стальные растянутые кольца вантовой системы монтировались с помо­ щью крана СКГ-30. Временной опорой колец служила специально изготов­ ленная центральная монтажная башня высотой 24 м со стальной решетчатой конструкцией. Монтаж башни был осуществлен тем же краном СКГ-30. Для возможности освобождения опор башни после монтажа покрытия под каж­ дое кольцо на башне было установлено 12 домкратов.

Монтаж полуферм покрытия (рис. 17.1) велся башенным краном, для ко­ торого вокруг здания были уложены кольцевые пути. Была использована

ГЛАВА 18

ВОЗВЕДЕНИЕ ЗДАНИЙ С КИРПИЧНЫМИ СТЕНАМИ

18.1.Общие положения

Вкачестве стенового ограждения широко применяют природные и ис­ кусственные камни. Это обусловлено большими запасами сырья и рядом по­ ложительных эксплуатационных свойств каменных конструкций: долговеч­ ностью, прочностными характеристиками, стойкостью против атмосферных воздействий и огня, возможностью возводить здания и сооружения практи­ чески любой конфигурации.

Кирпичные стены обеспечивают высокую степень герметизации, тепло­ защиты и звукоизоляции помещений. Кирпич позволяет оживить общий вид городских массивов с точки зрения архитектурной выразительности. Кирпич используют для возведения наружных и внутренних несущих стен и перего­ родок, лифтовых шахт, колонн, стен лестничных клеток и т .д.

Наружные кирпичные стены в многоэтажных каркасных зданиях могут быть несущими - воспринимать горизонтальные усилия от плит перекрытий; самонесущими - прикрепленными к стальному или железобетонному карка­ су и несущими нагрузку только от собственной массы и навесными - опи­ рающимися на обвязочные балки или пояса над полосой ленточного остек­ ления. В навесных стенах кирпичная кладка приобретает чисто архитектур­ ное назначение с целью создания оригинальности и выразительности фасада.

Конструктивные особенности кирпичных стен. Прочность кладки за­ висит от качества выполнения каменных работ, конструктивных особенно­ стей возводимых каменных конструкций, условий их эксплуатации и свойств кирпича и раствора.

Кирпич и камни керамические выпускают полнотелыми (сплошными) и пустотелыми пластического и полусухого прессования. В зависимости от размеров изделия подразделяют на кирпич, мм (250x120x65), кирпич утол­ щенный (250x120x88), кирпич модульных размеров (288x138x63), камень (250x120x138), камень модульных размеров (288x138x138), камень укруп­ ненный (250x250x138) и камни с горизонтальным расположением пустот (250x250x120) и (250x200x80). Кирпич выпускают полнотелым и пустоте­ лым, а камни только пустотелыми.

Кирпич и камни керамические лицевые предназначены для кладки и од­ новременно облицовки стен зданий, лицебая поверхность может быть глад­ кой, рельефной и офактуренной. Лицевыми должны быть тычковая и ложко­ вая поверхности изделий. Кирпичи и камни керамические подразделяют на семь марок по прочности, кг/см2 (300, 250,200, 150, 125, 100 и 75).

Для каменных конструкций предусмотрены следующие проектные марки растворов, кг/см2 (4, 10,25, 50, 75, 100, 150 и 200). Применяемые для приго­

часть стены (в 0,5 - 1 кирпич), соединяя с основной частью нержавеющей проволокой, устанавливаемой также в растворный шов через два ряда кир­ пичей с шагом 50 см.

Третья схема предусматривает две возможности укладки утеплителя: снаружи и изнутри кирпичной стены. При установке снаружи утеплитель ис­ пользуют как элемент отделки фасада (технологии «Алсеко», «Тексколор») - на него монтируют отделочную сетку, наносят фактурный слой и окраску. При отделке фасадов камнем, витражами, декоративными панелями утепли­ тель оказывается внутри системы навесных наружных конструкций. При ус­ тановке изнутри утеплитель облицовывают гипсокартонными листами по металлическому каркасу или, значительно реже, оштукатуривают по сетке и красят.

Взаимосвязь кирпичной кладки и монтажа сборных конструкций. Ведущим процессом при возведении каркасов многоэтажных зданий с на­ ружными кирпичными стенами является установка сборных конструкций каркаса в проектное положение. Ритму выполнения этого процесса должны быть подчинены все сопутствующие процессы, включая каменную кладку. Все эти процессы должны быть увязаны в пространстве и времени.

Взданиях с кирпичными наружными, внутренними стенами и перего­ родками при незначительном количестве монтажных работ (перемычки, от­ дельные сборные элементы, панели перекрытий) ведущим процессом являет­ ся кирпичная кладка.

Взависимости от последовательности выполнения отдельных процессов здания могут возводиться раздельным, совмещенным или комбинирован­ ным методами.

При раздельном методе все работы на здании ведут последовательно: сначала возводят внутренние конструкции каркаса на всю высоту, затем вы­ кладывают все наружные стены, и после этого выполняют отделочные рабо­ ты. Метод позволяет широким фронтом вести отдельные работы, создает ус­ ловия для сокращения продолжительности этих работ, но их последователь­ ное выполнение без совмещения может привести к удлинению общего срока возведения здания.

Совмещенный метод обеспечивает параллельное выполнение монтажных

икаменных работ на соседних захватках, при определенных условиях допус­ тимо начинать отделочные работы на нижних этажах здания. Метод позво­ ляет значительно сократить срок строительства при оптимальном совмеще­ нии монтажа и кладки.

При комбинированном методе возможен монтаж каркаса до определен­ ного уровня, выполнение каменной кладки до этого уровня, продолжение ра­ бот в той же последовательности. Метод применим при колоннах в каркасе здания на 2...3 этажа.

18.2. Организация возведения кирпичных стен

Основным методом производства каменной кладки в многоэтажных кар­ касных зданиях является поточный, в основу которого положены следую­ щие принципы:

■выполнение всего комплекса работ по захватно-ярусной системе;

■разделение комплексного процесса кладки на составляющие процессы с собственными специализированными звеньями;

■последовательное по захваткам и ярусам выполнение процессов специа­ лизированными звеньями постоянного состава в одинаковом темпе;

■переход звеньев с захватки на захватку через равные промежутки време­ ни, называемые шагом потока;

■обязательная увязка продолжительности монтажа и каменной кладки на

захватке.

Процесс возведения многоэтажного кирпичного дома обычно осуществля­ ет комплексная бригада. Количественный и квалификационный состав бригады определяется в зависимости от фронта работ, сроков строительства, принятых методов производства работ, производительности рабочих и машин.

Комплексная бригада состоит из звеньев монтажников, каменщиков, плотников, такелажников, транспортных рабочих. Ведущим в бригаде явля­ ется звено монтажников или каменщиков, состав звеньев других специально­ стей комплектуется с учетом обеспечения ими нормальной работы ведущего звена. Состав комплексной бригады может изменяться в зависимости от кон­ структивных особенностей здания от 20 до 40 человек.

При поточном выполнении каменной кладки основные понятия техноло­ гии работ имеют свое, специфическое определение.

Захватка - типовая, повторяющаяся часть здания в плане с приблизи­ тельно равными на данном и последующих за ним участках (секция, подсек­ ции) объемами работ, предоставленная бригаде каменщиков для поточного выполнения работы на целое число смен.

Делянка - часть захватки, составляющая ее кратную часть, отводимая звену каменщиков для бесперебойной работы в течение нескольких смен.

Ярус - часть здания, условно ограниченная по высоте, где без изменения уровня работы каменщиков выполняются рабочие процессы кладки в тече­ ние одной смены. Делянка, в зависимости от высоты этажа и толщины стен, по высоте может быть разбита на 2...3 яруса.

Число делянок и их размеры устанавливают в зависимости от трудоем­ кости кладки и сменной выработки звеньев. При стенах с простой кладкой в два кирпича при звене «двойка» длина делянки составит 12... 17 м, для звена «тройка» - 19...25 м и для звена «пятерка» - 24...40 м.

Оптимальный для работы уровень кладки 60...80 см, производительность труда падает до 50% при нулевом уровне и высотах 1,1...1,2 м, поэтому

именно в этих пределах и назначается высота яруса. При высоте этажа до 2,8 м и толщине стен до двух кирпичей допускается иметь высоту яруса до 1,5 м, т.е. иметь на этаже два яруса по высоте, при большей толщине стен и высотах этажей более 3 м принимают три яруса. Кладку выполняют с многорядной или однорядной перевязкой, узкие простенки и столбы выкладывают по че­ тырехрядной системе перевязки. Кладку первого яруса каменщики выпол­ няют с земли или междуэтажного перекрытия, второго и третьего - с под­ мостей раздвижных или устанавливаемых в два ярус^, при свободной кладке свыше 4 м обычно используют трубчатые леса.

Комплектация звеньев каменщиков зависит от конструкции, толщины и сложности кладки, общего объема и трудоемкости работ.

18.3. Поточное производство монтажных и каменных работ

Основная особенность возведения многоэтажных зданий с кирпичными стенами состоит в сочетании выполнения монтажных и каменных работ. Оба этих процесса неразрывно связаны между собой и могут выполняться парал­ лельно, либо с разрывом во времени.

Специфика этих работ в том, что их выполнение связано с соблюдением необходимых технологических перерывов. Монтаж очередного этажа кар­ касного здания разрешается производить только после достижения бетоном, используемым для омоноличивания стыков, узлов и швов перекрытий, не менее 70% проектной прочности. Восприятие внешней нагрузки на кладку можно допустить только после набора ей 50% проектной прочности.

Возведение кирпичных зданий должно осуществляться только поточным методом, предусматривающим деление здания на несколько одинаковых по трудоемкости захваток: одно-, двух- и трехзахватной системам.

Однозахватная система организации работ применяется преимущест­ венно при строительстве небольших в плане односекционных домов, при од­ ноэтажном строительстве, когда кладку ведут на всю высоту этажа при трехъярусном членении. Каменную кладку и монтаж ведут каменщики, ос­ воившие профессию монтажника. Кирпичная кладка по периметру здания на высоту яруса должна быть закончена к концу первой смены. В этот же день во вторую смену выполняют вспомогательные работы: установку подмостей, заготовку кирпича на подмостях и т.д. Через три дня, завершив кладку третьего яруса, состав бригады группируется в монтажные звенья по 4...5 че­ ловек, в зависимости от числа звеньев сборные элементы монтируют в две или три смены. На захватке (рабочем участке), где выполняются монтажные работы, по условиям техники безопасности не могут одновременно работать каменщики, и наоборот.

В сельскохозяйственном строительстве при возведении небольших рас­ средоточенных объектов, при коттеджном строительстве, выполняемом в