» » Унификация ограждающих конструкций

Унификация ограждающих конструкций

19.04.2016

К основным строительным параметрам зданий, подлежащим унификации и оказывающим влияние на унифицированные решения ограждающих конструкций, относятся размеры пролетов, сеток колонн, высота этажа, нагрузки и воздействия. Они регламентируются в стандартах на габаритные схемы и параметры одноэтажных и многоэтажных зданий промышленных предприятий.
Установление рационального минимума значений этих параметров обусловливает максимально возможное сокращение числа типоразмеров элементов конструкций и изделий. Этим достигается массовость конструкций, что является важнейшим условием рентабельности их заводского производства. Унификация конструктивных решений зданий может быть межотраслевой, отраслевой, районной и общеплощадочной.
Общесоюзная межотраслевая унификация — высший уровень унификации, направлена на разработку и периодическое совершенствование типовых проектных решений элементов зданий и номенклатуры типовых строительных конструкций заводского изготовления. Она может быть также межвидовой, распространяющейся на здания различного назначения — промышленного, сельскохозяйственного, общественного и т. д.
Унифицированные решения ограждающих конструкций должны отвечать требованиям обеспечения высокой сборности, взаимозаменяемости, технологичности изготовления, а также удобства транспортирования и монтажа.
Унификация ограждающих конструкций базируется на оптимальном ряде укрупненных модулей, их градации и сочетании для назначения основных размеров зданий массового строительства, а также правилах привязок конструкций к разбивочным осям, чем достигается в целом универсальность конструктивных решений. Размеры привязок должны обеспечивать оптимальные сочетания сборных элементов ограждающих конструкций при наименьшем числе типоразмеров и назначаться с учетом минимального использования доборных изделий для сокращения объема работ «по месту».
Использование до 1978 г. в производственных зданиях двух модулей (по горизонтали — 5М, а по вертикали — 6М) при назначении планировочных размеров, к которым, в частности, относятся и размеры привязок конструктивных элементов к разбивочным осям, нарушало модульную взаимосвязанность и вносило ряд затруднений при применении одних и тех же элементов в гражданском и промышленном строительстве и тем самым исключало возможность проведения межвидовой унификации строительных конструкций.
Стандартом СЭВ 6084—87 «Модульная координация размеров в строительстве. Основные положения» наряду с основным модулем M для ограждающих конструкций установлены единые в плане и по вертикали укрупненные модули 3М и 6М, а по толщине — M и 1/2М. Это дало возможность проведения межвидовой унификации и создания на ее основе единых для всех видов строительства номенклатур ограждающих конструкций стен, покрытий, перегородок, окон, фонарей, дверей, ворот, подвесных потолков.
Высокий уровень унификации достигнут в типовых конструкциях стен и покрытий неотапливаемых зданий из железобетонных панелей и волнистых асбестоцементных листов. Унифицированы не только размеры этих изделий, но и конструктивное решение креплений, в частности унифицированы крепежные кляммеры для стен и покрытий из всех типов асбестоцементных волнистых листов, которые не зависят от видов несущих конструкций. Это сводит к минимуму число типоразмеров крепежных деталей и существенно снижает трудовые затраты на монтаже в сравнении с известными креплениями.
Номенклатура стеновых панелей из тяжелого, легкого и ячеистого бетонов, а также легкобетонных блоков всех действующих типовых и экспериментальных конструкций стен промышленных зданий унифицирована по габаритным размерам, что обеспечивает массовость их изготовления в заводских условиях и взаимозаменяемость. Основные номинальные размеры панелей по длине приняты 6 и 12 м, по высоте 0,9; 1,2 и 1,8 м, по толщине — 200, 250, 300 и 350 мм; блоков — по длине 3 м, по высоте 1,2 и 1,8 м, по толщине 400 мм.
В результате комплекса работ по унификации разработана межвидовая типовая серия стен для каркасных зданий общественного, промышленного и вспомогательного назначения (1.030.1—1), включающая единую унифицированную номенклатуру однослойных панелей из легкого и ячеистого бетона. Это позволило сократить действующую номенклатуру панелей для многоэтажных общественных, административно-бытовых и производственных зданий с 320 до 118 типоразмеров, т. е. почти в 3 раза, что обеспечивает заводам-изготовителям возможность использовать единый парк форм, уменьшив его в целом на 35%.
Номенклатура изделий для навесных и самонесущих стен состоит из рядовых, угловых, карнизных и парапетных панелей высотой 0,9; 1,2 и 1,8 м и толщиной 200, 250, 300, 350 и 400 мм для одноэтажных и многоэтажных зданий с шагом колонн 3; 6; 7,2 и 9 м и аналогичными размерами по длине. Пр и этом панели длиной 7,2 и 9 м выполняются только из легких бетонов, длина цокольных панелей 3; 3,6 и 6 м, а карнизных — 3 и 6 м.
При разработке единой серии стен для каркасных зданий межвидового применения унифицированы не только габаритные размеры панелей, но и их конструктивные решения, включая элементы крепления к каркасу. Благодаря унификации закладных деталей существенно сокращено их количество в панелях-перемычках, что обеспечивает снижение расхода стали на 4,8% на 1 м2 стены.
На основе всестороннего анализа габаритных схем производственных зданий промышленного и сельскохозяйственного назначения проведена унификация экструзионных асбестоцементных изделий, на базе которой создана их межвидовая номенклатура. Номенклатура включает асбестоцементные экструзионные панели стен, покрытий и перегородок. Рядовые панели имеют номинальную ширину 600 мм, длину 3000 и 6000 мм, толщину 60 и 120 мм при одном ряде пустот и 140, 160 и 180 мм — при двух рядах пустот.
Широкое развитие получили в России здания из легких металлических конструкций. В соответствии с принципом взаимозаменяемости здания из легких металлических конструкций в значительной мере вписаны в систему унификации, ориентированную на преимущественное применение железобетона. Однако технология изготовления стальных конструкций в сравнении с технологией производства сборного железобетона имеет более высокий уровень, а поэтому характеризуется большей гибкостью типоразмеров изделий. Несмотря на это существует некоторое несоответствие геометрических параметров металлических и изготовляемых по традиционной технологии железобетонных ограждающих конструкций. В частности, это относится к ширине металлических стеновых каркасных и бескаркасных панелей с эффективным утеплителем, у которых этот размер кратен модулю 5М и обычно равен 1 или 2 м, что обусловлено в известной степени шириной заготовки холоднокатаного листа.
Сложившееся положение нарушает модульную взаимосвязанность и взаимозаменяемость конструкций одного и того же назначения, выполненных из различных материалов. Поэтому межвидовые номенклатуры окон, дверей и зенитных фонарей предусматривают дополнительные типоразмеры этих изделий для применения их в зданиях с легкими металлическими ограждающими конструкциями. Единая для всех видов строительства номенклатура окон из дерева, стали и алюминиевых сплавов устанавливает типоразмеры окон с определенными координационно-модульными размерами по ширине и высоте, обязательными при применении в промышленных, общественных, жилых и сельскохозяйственных зданиях (табл. 1).
Унификация ограждающих конструкций

Координационные размеры окон в осях приняты кратными модулю 10 см (M). Для промышленных зданий со стенами из традиционных материалов градация размеров окон по ширине подчинена укрупненному модулю 6М и принята равной 1800, 2400, 3000, 4800 и 6000 мм. Для легких стен с эффективным утеплителем и обшивками из металлического профилированного листа дополнительно предусмотрена ширина окна 2000 мм. Градация размеров окон по высоте принята также кратной укрупненному модулю 6М. Для всех видов стен высота окон в промышленном строительстве 600, 1200, 1800 и 2400 мм. При этом изделия с координационно-модульным размером по высоте 600 мм используются в качестве доборных и для заполнения оконных проемов в зданиях складов, а также над воротами. В «Единой номенклатуре» предусмотрены окна с одинарным, двойным (раздельным и пакетным) и тройным остеклением в деревянных, стальных и алюминиевых переплетах. Для снижения потерь тепла через окна номенклатура ограничивает область применения ленточного остекления, которое допускается использовать только в зданиях, строящихся в районах с сейсмичностью более 7 баллов, неотапливаемых зданиях, в помещениях с взрывопожарной и взрывной опасностью производств категорий A, Б, а также при необходимости устройства окон в виде узкой полосы в один ярус.
Унификация размеров оконных проемов сократила номенклатуру окон с деревянными переплетами в 1,5 раза, со стальными — в 5,3 раза, с алюминиевыми — в 2,3 раза, что благодаря снижению стоимости и трудовых затрат на изготовление конструкций дало огромный экономический эффект.
«Единая номенклатура окон» стала основой, на базе которой ведется унификация отдельных элементов окон, а также разрабатываются техническая документация и государственные стандарты на конкретные виды конструкций. В частности, при разработке стандарта на деревянные окна производственных зданий проведена унификация сечений деревянных брусков, в результате чего для переплетов окон производственных, жилых и общественных зданий принята единая ширина 94 мм, что позволяет снизить расход древесины на 36%. Унификация типоразмеров фрамуг и створок сократила их число с 36 до 16 и обеспечила тем самым возможность уменьшения типоразмеров стекол на 55%.
«Единая для всех видов строительства номенклатура дверей из дерева, стали и алюминиевых сплавов» включает одно-и двупольные двери с координационно-модульными размерами, кратными модулю 10 см (M). Размеры дверей по ширине приняты равными 700, 800, 900, 1000, 1300, 1500 и 1900 мм, а по высоте 1600, 1900, 2100 и 2400 мм. Межвидовая унификация размеров дверных проемов сократила число типоразмеров дверей из дерева в 3 раза, из стали в 1,7 раза и из алюминия в 1,1 раза (табл. 2).
Унификация ограждающих конструкций

Аналогичные работы по межвидовой унификации проемов ворот привели к созданию «Единой номенклатуры ворот для всех видов строительства», в которую включены семь размеров конструкций (ширина X высота): 2400х2400, 3000х2700, 3000х3000, 3600х3600, 3600х4200, 4200х4200 и 4800х5400 мм. При этом распашные ворота предусмотрены всех размеров, распашные складчатые, подъемно-секционные, распашные створчато-складчатые и откатные — трех размеров, а раздвижные и подъемно-поворотные — четырех размеров. Унификация воротных проемов обеспечила сокращение типоразмеров ворот для всех видов строительства на 40%, что способствует снижению трудовых затрат по их изготовлению на 3—5%.
Массовость применения в строительстве новых видов ограждающих конструкций в значительной мере зависит от уровня их унификации.
Анализ накопленного в промышленном строительстве опыта применения зенитных фонарей свидетельствовал о том, что наиболее часто повторяющимися в покрытиях зданий являются светопроемы следующих координационно-модульных размеров: 1,5х1,5, 3х3, 3х4, 1,5х6 и 3х6 м. На их основе создана номенклатура унифицированных зенитных фонарей для производственных зданий промышленного и сельскохозяйственного назначения, включающая глухие и открывающиеся конструкции фонарей с двух- и трехслойным пакетным остеклением шести размеров в плане.
Благодаря унификации общее число типоразмеров зенитных фонарей, размещаемых в покрытиях из традиционных железо-бетонных панелей и в покрытиях из стального профилированного настила, сократилось примерно в 4 раза. Унифицированные конструкции зенитных фонарей при светопропускающем заполнении из стеклопакетов и оболочек из оргстекла или других светопропускающих пластмасс взаимозаменяемы.
Однако, несмотря на общий высокий уровень унификации конструктивных решений зенитных фонарей, их номенклатура требует дальнейшего совершенствования. В частности, она предусматривает для проемов 3х3 м два типоразмера фонаря, отличающихся по габаритам в плане всего на 200 мм. Первый размером 2,9х2,9 м используется в покрытиях из стального профилированного настила, и его габариты в плане обусловлены шагом прогонов, равным 3 м. Второй размером 2,7х2,7 м предназначен для традиционных покрытий из железобетонных плит, и его габариты в плане продиктованы шагом железобетонных ребер. Очевидно, что с помощью конструктивных мер можно ограничиться одним типоразмером фонаря — 2,7х2,7 м путем изменения конструкции крепления его в покрытии.
До настоящего времени еще не унифицированы приборы открывания зенитных фонарей. Целесообразно свести имеющиеся типы приборов открывания к минимуму, что будет способствовать организации массового производства их и поставке в комплекте с конструкциями зенитных фонарей.
Унифицированная номенклатура панелей перегородок включает взаимозаменяемые изделия из тяжелого бетона и гипсо-бетона, предназначенные для применения как в одноэтажных и многоэтажных производственных зданиях, выполняемых по унифицированным габаритным схемам, так и в административно-бытовых, максимально унифицированы узлы крепления панелей к каркасу для одноэтажных и многоэтажных зданий. Унификация панелей перегородок межвидового назначения дает возможность полнее и эффективнее использовать кассеты при изготовлении железобетонных изделий и прокатные станы при выпуске панелей из гипсобетона.
Достигнутый уровень межотраслевой унификации конструкций промышленных зданий базируется на установлении наибольшей степени ограничений их строительных параметров исходя из условий традиционной технологии железобетонных изделий. Это обусловлено тем, что в основу разработки межотраслевой унификации был положен фактор относительной стабильности созданной индустриальной строительной базы. Считалось, что освоенная заводская технология изготовления железобетонных изделий и технологический процесс их монтажа, а также унифицированные типы производственных зданий и типоразмеры их конструктивных элементов достаточно длительное время останутся относительно стабильными.
Однако за последние 10—15 лет существенные изменения произошли как в технологии изготовления конструкций, так и в конструктивных схемах унифицированных производственных зданий. Дальнейшее совершенствование получила традиционная технология железобетонных конструкций на основе повышения степени универсальности опалубочных форм, состоящих из комплекта модульных взаимозаменяемых элементов, создана принципиально новая технология безопалубочного формирования, в том числе на длинных стендах. В сравнении с традиционными новые технологические приемы изготовления железобетонных конструкций не требуют значительного укрупнения градаций их строительных параметров, что позволяет снизить уровень ограничений на число типоразмеров изделий.
Поэтому на современном этапе определяющим требованием является гибкий подход к дальнейшему совершенствованию системы унификации, которая должна способствовать развитию как самих строительных изделий, так и индустриальной базы по их изготовлению. При этом требование гибкости в равной степени важно и для конструкций массового применения, и для элементов относительно небольшой повторяемости. При этом повышение серийности изделий заводского изготовления за счет сокращения числа их типоразмеров должно решаться с учетом специализации заводов и возможностей индустриальной базы на отраслевом, территориальном и общеплощадочном уровнях унификации.