Монолитные здания и сооружения возводятся в подавляющем большинстве стран. Во многих из них монолитное домостроение заняло ведущее место в строительстве. По данным ЦНИИОМТП Госстроя России в США и ряде европейских капиталистических стран доля монолитного бетона и железобетона в общем объеме применяемых строительных материалов составляет 60—70%. В 1980 г. объем монолитного домостроения в жилищно-гражданском строительстве Румынии, Болгарии, Венгрии и Польши достиг соответственно 50, 33, 18 и 16%. Во Франции, ФРГ, Италии, США и Испании удельный вес монолитного строительства колеблется в пределах 20—50%. В столице Китая — Пекине около 85% зданий (в основном высотой 16—25 этажей) возводятся из монолитного железобетона (рис. 1.9).
В зарубежном строительстве монолитных зданий применяются различные системы опалубки; скользящая, самоподъемная, объемно-переставная, мелкощитовая и крупнощитовая.
Скользящая опалубка впервые была применена в 1903 г. в США для возведения силосных башен. С тех пор как конструкция самой опалубки, гак и технология ее использования претерпели существенные изменения. Первоначально подъем опалубки осуществлялся по стойкам с помощью кривошипных механизмов с ручным приводом. Позже появились гидравлические подъемные устройства, а в ряде случаев и пневматические. Расширилась и область применения скользящей опалубки. Во Франции, США, Китае, Австралии, Румынии, ГДР, Венгрии, Польше и многих других странах она широко применяется для возведения как различных инженерных сооружений, так и для зданий повышенной этажности. Примером таких зданий являются жилые дома архитектора Э. Айо в Париже, 25-этажная панорамная башня в Лионе, жилые и общественные здания с различными объемнопланировочными решениями в Пекине, 38-этажное здание «Отель Берлин», университет в Лейпциге высотой 140 м и др.
С помощью скользящей опалубки возведены гостиницы высотой 90 м в городе Карл-Маркс-Штадт, научно-исследовательский институт в Йене, 17—23-этажные дома в г. Печ (Венгрия), 8—18-этажные здания в Болгарии и др. В Польше разработана своеобразная технология применения скользящей опалубки — «Слицг Ров». В большинстве случаев за рубежом при возведении зданий в скользящей опалубке перекрытия выполняются монолитными.
Широко используется скользящая опалубка в зданиях комбинированного технологического решения для возведения лифтово-лестничных шахт, отдельных пилонов и др. ядер жесткости. Примерами могут служить здание «Мен Монпарнас» высотой 200 м в Париже, 47-этажный жилой дом в Кельне, здание гостиницы в Пекине (рис. 1.10) и др.
Своеобразной модификацией скользящей опалубки является самоподъемная опалубка, создание которой было вызвано необходимостью возведения зданий переменного по высоте сечения.
При использовании скользящей опалубки за рубежом особое внимание уделяют получению гладкой и ровной поверхности стен, требующей минимальной обработки. Как правило, фасадные поверхности таких стен не оштукатуривают, а подвергают шпаклевке и окраске кремнеорганическими красителями либо используют синтетическое покрытие.
Объемно-переставная опалубка применяется во Франции, Англии, Югославии и др. странах для бетонирования стен и перекрытий зданий.
Наибольшее распространение получила тоннельная опалубка французской фирмы «Утинор». Ее вариацией является опалубка «Батиментал». На ее основе венгерские специалисты разработали опалубку «ПЭВА».
Сфера применения тоннельной опалубки ограничивается тем, что наружные стены зданий можно выполнять только после ее извлечения. По этой причине их приходится делать сборными самонесущими. В связи с этим использование тоннельной опалубки наиболее эффективно в южных районах при строительстве спальных корпусов санаториев, туристических комплексов и т. п. Однако в ряде случаев опалубка этого типа успешно применяется при строительстве зданий и в неблагоприятных климатических условиях. Так, за 75 рабочих недель с помощью 10 комплектов опалубки «Утинор» были возведены 3 корпуса отеля на 300 номеров в Лондоне со стенами и перекрытиями толщиной соответственно 140 и 150 мм.
Заметим, что тоннельной опалубке присуща самая низкая трудоемкость работ, однако невысоки и ее формообразующие возможности. Используя тоннельную опалубку, фактически можно получить два типа ячеек в плане — прямоугольную и трапециевидную. Из последних есть возможность компоновать здания с криволинейными очертаниями в плане.
Мелкощитовая опалубка имеет относительно небольшое распространение в монолитном домостроении. Применяется она в основном для выполнения сложных конструктивных форм. Примером мелкощитовой опалубки является английско-польская система «Acrow-ZREMB», используемая для устройств фундаментов, наружных и внутренних стен зданий, а также для возведения различных инженерных сооружений.
Крупнощитовая опалубка получила широкое применение практически во всех странах, ведущих монолитное строительство. Опалубка этого типа обладает наибольшими формообразующими возможностями, поскольку в ее комплект обычно входят щиты различных размеров, причем при необходимости они могут быть не только плоскими, но и выпукло-вогнутыми или складчатыми. Чаще щиты опалубки выполняются из высококачественной фанеры с пластмассовым покрытием. Их жесткость обеспечивается ребрами из специальных профилей. Такие щиты могут использоваться до 40—50 раз.
В США, Китае, Франции и некоторых других странах наряду с опалубкой из фанеры широко применяют стальную щитовую опалубку. В мире разработано довольно много систем крупнощитовой опалубки: датской фирмы «СКЭНФОРМ», «Универсал» филиала НИСИ в Пловдиве, западно-германская «Нйппевеск», польская система WU и многие другие.
При использовании крупнощитовой опалубки перекрытия выполняются как сборными, так и монолитными, а наружные стены — в большинстве случаев — из сборных крупноразмерных панелей (рис. 1.11). Последнее обстоятельство естественно уменьшает формообразующие возможности монолитного домостроения.
В зарубежном монолитном домостроении широко используется тяжелый бетон. Это способствует достижению высокого качества поверхностей монолитных конструкций, особенно при использовании скользящей опалубки. В Венгрии применяется тяжелый бетон, инертная часть которого представлена только крупным заполнителем. Такой бетон особенно эффективен в малоэтажном строительстве.
За рубежом бетон для монолитных зданий изготавливается как централизованно на заводах, так и на приобъектных установках. В первом случае доставка бетона к объектам, как правило, осуществляется специальными автобетоновозами. Во втором случае приобъектные бетоносмесительные установки снабжены емкостями для цемента, инертных, пластификатора и воды, а также соответствующими дозаторами. Существуют бетоносмесительные установки с автоматизированной системой приготовления бетона, учитывающей исходную влажность заполнителя, заданную подвижность смеси и т. п.
В последние годы большинство зарубежных специалистов склоняются к мнению о большей целесообразности приготовления бетона на приобъектных смесительных установках, особенно при строительстве в крупных городах с напряженным внутригородским движением. Приобъектное приготовление бетона позволяет обеспечивать стройку бетоном строго по графику и требуемого качества. Этого принципа придерживаются, в частности, строители Пекина, где в настоящее время одновременно возводится около 80 высотных монолитных зданий (рис. 1.12).
В зарубежном монолитном домостроении для подачи бетона к месту укладки широко используют бетононасосы. При возведении 42-этажного дома во Франкфурте-на-Майне бетонная смесь подавалась с их помощью на высоту свыше 160 м. Рекордная высота подачи бетонной смеси бетононасосами — 314 м —достигнута при строительстве 75-этажного здания «Texas Commerce Tower» в США (г. Хьюстон). Применение бетононасосов требует обеспечения высокой подвижности бетонных смесей, с этой целью в их состав вводят суперпластифицирующие добавки, позволяющие без дополнительного количества воды и без ущерба для прочностных свойств бетона достигать высокой пластичности и удобоукладываемости бетонной смеси.
В большинстве стран в монолитном домостроении различают два направления. Одно из них охватывает строительство ординарных жилых и общественных зданий, другое — возведение зданий уникальных.
Конструктивно-технологические решения ординарных зданий подчинены принципу достижения оптимальных экономических показателей. Архитектурная выразительность таких зданий достигается выбором рельефного компоновочного решения, использованием балконов и лоджий, цветовой отделкой фасадов. Ho этим фасадам не придаются вычурные формы с закруглениями, впадинами и надуманными изломами стен в плане, не отвечающими назначению здания. В этом отношении удачные примеры можно найти в массовом монолитном домостроении Пекина. Это дома-«трилистники», здания со сдвинутыми блок-секциями (см. рис. 1.11, 1.12) и др.
Уникальные здания, обычно большой высоты, чаще всего отличаются сложными объемно-планировочными решениями, широко использующими высокую пластику формообразующих возможностей монолитного бетона. Примером таких зданий может служить 195-метровой высоты здание «Лейк-Пойнт-Тафер», 50-этажный жилой дом высотой 217,5 м в Хьюстоне, 200-метровое здание «Мен Монпарнас» в Париже, 66-этажное здание «Metropolitan Tower» высотой 218 м в Нью-Йорке (рис. 1.13), ряд отелей в Пекине (рис. 1.14), административное здание в Окленде (Новая Зеландия) и др.
Уникальным среди уникальных является проект 400-этажного административного здания высотой 1600 м, разработанный фирмой «СВМ Engineers» для Хьюстона (США, штат Техас). Здание имеет ступенчато-пирамидальную форму (рис. 1.15) и представляет многосекционную коробчатую конструктивную систему из монолитных железобетонных наружных и внутренних стен. Перекрытия запроектированы из перекрестно-ребристых плит. Толщина монолитной фундаментной плиты под здание составляет 550 см. Расчетный анализ показал, что выбор описанной конструктивной схемы в монолитном железобетоне вместо традиционного каркасного решения из стали позволил существенно повысить общую жесткость здания и улучшить его динамические характеристики. Повысились и его огнезащитные свойства. В целом расчетная стоимость железобетонного здания оказалась ниже, чем стального каркасного.
В рамках объема данной книги невозможно с достаточной полнотой осветить многогранный зарубежный опыт монолитного домостроения со всеми его положительными и отрицательными аспектами. Поэтому выделим его наиболее характерные стороны.
Прежде всего — это высокое качество поверхностей монолитных стен и перекрытий. Как правило, они не нуждаются в какой-либо доработке, за исключением локальной шпаклевки, и после удаления опалубки готовы для покраски или наклейки обоев. Достигается это тщательной подготовкой поверхности опалубки к бетонированию и применением высокопластичных бетонных смесей. Этому же способствуют повышенная жесткость опалубочных щитов, тщательная установка их с помощью геодезических инструментов и надежное крепление. Достижению высокого качества монолитных конструкций подчинена вся технология возведения здания.
Второй характерной чертой зарубежного монолитного домостроения является довольно высокая скорость строительства — этаж здания за 3—5 рабочих дней. В Испании, вблизи г. Валенсия за 12 месяцев построен учебный комплекс на 5 тыс. студентов. В его составе 45 зданий и актовый зал на 5100 человек из монолитного преднапряженного железобетона. Достижению общих сжатых сроков строительства в значительной мере способствует сведение к минимуму работ по устранению дефектов бетонирования монолитных конструкций.
Арматурное насыщение монолитных зданий (особенно при возведении в сейсмических районах) в большинстве случаев выше, чем в зданиях, возводимых в России. Как нам представляется, это далеко не всегда оправдано, о чем будет сказано в последующих разделах книги.
Во многих странах для монолитного домостроения разработано специальное оборудование. Так, в Италии и Бельгии монолитные здания возводят по технологическому методу «Домус-80», основанному на использовании комплекса специального подъемного, самоперемещающегося и монтажного оборудования для переставной металлической опалубки. Фирма «Ота кэнсецу» (Япония) разработала автоматизированную систему управления процессом виброуплотнения бетонной смеси, укладываемой в монолитные конструкции. Система включает в себя высокочувствительные контактные датчики, управляющие вибраторами.
Для зарубежного опыта характерно строительство монолитных зданий специализированными фирмами.
- Основные направления в развитии монолитного домостроения
- Строительство зданий в переставных опалубках
- Строительство зданий в скользящей опалубке
- Историческая справка о развитии монолитного домостроения
- Оптимизация канализационной инфраструктуры: роль канализационных насосных станций
- Установка МАФ: эффективное благоустройство территории
- Преобразовательные трансформаторы для выпрямительных и инверторных установок: ключевые аспекты и области применения
- Как выбрать оптимальную систему канализации для частного дома?
- Медная кровля: история использования и современные тенденции
- Какие виды профлиста существуют и для чего они предназначены