Навигация
Факторы, влияющие на выбор оптимальных конструктивных решений
18534
знака
3
таблицы
0
изображений
2. Факторы, влияющие на выбор оптимальных конструктивных решений
Важнейшими факторами, влияющими на экономические показатели проекта, являются выбор материалов и определение конструктивной системы, т.е. системы взаимодействия основных несущих и ограждающих конструкций здания. Необходимо отметить, что эти два фактора тесно связаны между собой, поскольку одни и те же материалы имеют различную эффективность в зависимости от того, в какой конструктивной системе они применены, и наоборот - выбранная конструктивная система может оказаться наиболее оптимальной, если она учитывает наличие конкретной базы строительных материалов.
B современном проектировании приняты как основные два типа конструктивной системы - каркасная и бескаркасная.
При каркасной системе прочность здания обеспечивает каркас, воспринимая все основные нагрузки, a стеновые конструкции выполняют только ограждающие функции.
B бескаркасной системе стены выполняют также и несущие функции.
При этом бескаркасная система может проектироваться в двух вариантах - с продольными или поперечными несущими стенами.
C точки зрения объемно-планировочных решений для жилых домов приемлемы как два типа бескapкасной, так и каркасная система. Для общественных здаиий наиболее оптимальны либо каркас, либо бескаркасная систсма с продольиыми несущими стенами, так как строго регламентированный шаг несущих внутренних стен при поперечной системе создает ряд планировочных неудобств.
Выбор конструктивной системы при проектироеании промышленных зданий, так же как и их этажность, определяется технологическими условиями производства.
В проектировании всех типов зданий имеет также место применение так называемых смешанных конструктивных систем с наружными несущими стенами и неполным продольным или поперечным каркасом.
Примененне каждой из конструктивных систем в зданиях различного типа, назначения и этажности мoжет иметь разные экоиомические результаты.
Бескаркасная система обеспечивает лучшие экономические показатели в строительстве жилых домов до 9-16 этажей, а также для малоэтажных массовых типов абщественных зданий, не требующих сложных планировочных решений.
При большей этажности увеличиваются нагрузки, воспринимаемые стенами нижних этажей, толщина и масса которых для обеспечения необходимой прочности соответственно увеличивается. Это приводит к повышению удельного расходв материалов, затрат труда и сметойстоимости здания. Кроме того, увеличение толщины стен соответственно увеличивает площадь занятую конструкциями, что при той же площади застройки сокращает полезную площадь здания. Таким образом, применение бескаркасной системы для большой (свыше 9-16 этажей) этажности становится экономически нерациональным, и более эффективным оказывается переход на каркас.
Вместе с тем применение каркасний системы жилых домив малой и средней этажности экономииески неоправдано, так как саздает излишний запас прочности с соответствующим увеличением расхода материалов трудовых ресурсов.
При проектировании в первых этажак жилых домов помещений общественного назначения - торговых, обществениого питания, службы быта и т. д.- бескаркасная система не всегдa соответствует объемно-планировочным параметрам, определяемым функциями этих помещений. Таким образом, в некоторых случаях экономически эффективно применение каркасов первых этажах с переходом на бескаркасную систему в жилой части здаиия.
Однако окончательная экономическая оценка применения той или иной конструктивной системы в конкретном проекте может быть осуществлена только с учетом выбора материалов, применяемых для изготовления отдельных конструктивных элементов.
Важно, чтобы строительные качества материала, выбранного для изготовления конструкций, использовались в данной конкретной конструктивной системе наиболее полно, и наоборот чтобы материал не «принуждался» к выполнению функиий, ему не свойственных. В этом случае, как правило, и экономические показатели оказываются оптимальными.
Например, кирпич, обладая значительной плотностью - 1700 кг/м3, является материалом, обеспечивающим высокую прочность новых коиструкций, но при этом имеет высокий коэффиинент теплопроводности. Следовательно, для обеспечения теплозащиты здания даже во второй климатической эоне толщина наружных кирпичных стеи должна быть не менее 51 см, а в районах с иизкими тсмеературвмн - 64 см и более.
В связи с этим экономически эффективным использоваине кирпича В наружных стенах может быть только в бескаркасхой продольной системе, поскольку расчетная толщина несущих продольмых наружиых стен по нагрузкам и по теплозаи1итным требованиям совпадает.
Наиболее эффективным матерналом для наружных стен в бескаркасной поперечной системе в настоящее время являются панели из легкик бетонов ллотностью не более 1200 кг/м3. Их расчетная толщина с учетом как прочностных, так и теплозащитных качеств практически совпадает.
Использование кирлича и тяжелых блоков с плотностью более 1500- 1600 кг/м3 для заполнення каркасов экономически недопустимо, ибо ведет не только к перерасходу со6ственно стеновых материалов, но и к увеличению нагрузок на каркас.
Соответственно повышаются расход материалов и масса самого каркаса и фундаментов, увеличиваются затраты на транспортировку. Все это дает значительное повышение сметной стонмости и показателя удельных капитальных вложений в материальнотехническую базу строительства.
В каркасной системе наиболее эффективны стеновые заполнения навесными панелями из бетонов плотностью не более 600 кг/м3 либо слоистыми панелями из асбестоцемента или алюминия с эффективными утеплителями, обеспечивающими снижение массы наружных стен до 50-15 кг/м2, что делает их в 30-80 раз легче кирпичных и в 10-20 раз легче бетонных стен. В этой связи следует особо выделить фактор массы здания, как один из главнейших, определяющих экономическую характеристику конструктивных решений проекта и отражающих их материалоемкость, т.е. физический расход сырья и материалов на изготовление единнцы конструкции. Уменьшение удельной массы зданий и сооружений и снижение их материалоёмкости обеспечивают реализацию ресурсосберегающего направления в развитии экономики. Снижение материалоемкости в строительстве в целом по стране толыко на 1% обеспечивает дополнительный национальный , доход около 350 млн руб. в год.
В структуре сметной стоимости строительства стоимость материалов и конструкций составляет до 60 %, при этом значительная доля этих затрат (до 30 %) создается в процессе транспортировки материалов и контрукций от завода-загoтовителя или карьера до места укладки и прямо пропорциональна их массе.
Экономическая эффективиость снижения материалоемкости на примере конструкций наружных стен здания видна из табл. 2.1 и 2.2.
| Таблица 2.1. Экономическая эффективность снижения материалов наружных стен жилых зданий | ||||||
| Вид конструкции иприминя емых материалов | Плотность материалов, кг/м3 | Толщина стены, см | Масса 1 м2 стены (ориентировочно), кг | Стоимость коиструкций «в деле», руб/м2 | Стоимость материальных ресурсов, руб/м2 | Приведенные затраты, руб/м2 |
| Самонесущие панельиые конструкиии стен | ||||||
| керамзитобетонная аглопоритобетонная аглопорит на осиове зол газосиликатиая ячеисто6етонная | 1100 900 1200 700 700 | 30 26 35 25 25 | 360 260 450 200 200 | 10,1 9,6 12,05 8,45 10 | 7,8 7,3 9,75 7,1 7,7 | '2,2 11,5 14,6 11.3 11.9 |
| Нввесиые панели: | ||||||
| газосиликатная (поясная) ячеистобетонная (поясная) асбестоцементная с легким утеплителем | 600 600 200 | 20 20 20 | 140 140 40 - 50 | 9 9,2 1l - 12 | б 6,2 7-8 | 10,4 10,7 (4- 15 |
| Несущие конструкции стен: | ||||||
| из глиняного кирпича силикатного кирпича кераммческих пустoтелых камией | 1700 1700 1300 | 52 66 53 | 1150 1150 720 | 20,4 16,55 16,3 | 10,4 8 8,6 | 23 18.9 ‚8,7 |
| Крупноблочные: | ||||||
| керамзитобетонная ячоистобетониая газосиликатнал | 1100 800 800 | 40 40 40 | 470 350 350 | 14,3 14,5 13,4 | 10,3 12.1 11,3 | 17,4 16,6 15,7 |
Таблица 2.2 Экономическая эффективность материалоемкости наружных стен промышленных зданий
| Вид конструкции и применяемых материалов | Плотность материалов, кг/м3 | Толщина стены, см | Масса 1 м2 стены (ориентировочно), кг | Стоимость коиструкций «в деле», руб/м2 | Приведенные затраты, руб/м2 | |
| всего | в том числе материальные ресурсы | |||||
| Кирпичные конструкции атапливаемых зданий: из силикатного кирпича глиняного кирпича Панельные конструкцни атапливаемых зданий: керамзитобетониая аглопоритобегонная шлакопемэобетонная асбестоцементная трехслойная газосиликатная ячеистобетоиная 1U нсльныс конструкции неотапливаемых зданий: лселеэо6етониая силикатобетоииая керамзитобетониая аглопоритобетиинаи iплакобетоиная | 1700 1700 1100 1400 130о 600 700 700 2300 2200 1100 1400 1300 | 38 38 20 20 20 20 20 20 20 14 14 14 14 | 650 650 240 300 280 100 150 150 340 330 170 210 200 | 8,5 9,65 7,6 8.2 8,15 9,5 6,7 7,1 5,75 5 5,6 6,15 8 | 4,5 5,65 6.3 6:9 6,85 8,2 5,7 6,1 5 4,2 4,8 5,35 7,2 | 9,85 11.3 9,05 10 9,76 11,25 8,05 8,55 6,95 6 6,65 7,25 8.95 |
Следует, однако, отметить, что за последние годы в свяэи с тенiенцией повышения этажности зданий всех назначений (жилых, общестаенных и промышленных), а также с применением ряда конструктивных решений, напрааленных на улучшение эксплуатационных качеств зданий (например, увеличение толщины внутренних стен и перекрытий с целью повышения уровня звукоизоляции и т.п.) удельная масса зданий значительно возросла.
Индустриализация, в свою очередь, ведет к увеличению размеров отдельных конструкций, а следовательно, к необходимости прнменения транспортных и монтажнык средств большой грузоподъемности, что способствует повышению стоимости строительства. При увеличении массы наземной части здаиня возникает необходимость усиления фундамента, что, в свою очередь, еще повышает удельный расход материалов.
Снижение массы конструкций приибретает особое значение при строиельстве в труднодоступных, сейсмических районах и в условиях Крайнего Севера, имеющих специфические условия, такие, как рассредоточеиность строительства, слаборазвитые транспортные связи, сложные природноклиматические условия и недостаток рабочей силы. В этих условиях транспортировка сборных железобетониых конструкций и деталей из обжитых ранонов страны сопряжена с большими транспортными затратамн, которые увеличивают стоимость конструкций иа месте строительства в 2-З раза и более.
Существуют различные пути снижения массы зданий:применение как в несущих, так и в ограждающих конструкциях легких бетонов, обладающих меньшей массой по сравненню с обычными бетонами. Так, использование в конструкцкях легких бетонов на основе керамзитобетона, аглопорита, газосиликата, шлаковой и природной пемзы снижает массу конструкций до 20-25 % при одновременном сниженки их стоимости, замена тяжелоrо бетона легким в многопустотмом настиле перекрытий снижает расход напряженной арматуры на 14 %, транспортномонтажные расходы сокращаются при этом до 28 %, стоимость уменьшается до 7-8 %;
примеиение слоистых ограждающих конструкций из anюминия и асбестоцемента с прослойкамн из эффективных теппо- и звукоизоляционных материалов, что обеспечивает уменьшение массы кровель в 7-10 раз, стен - в 10-15 и объем грузоперевозок - в 8-10 раз (по сравиенню с традиционными конструктивными решениями);
прнменение пространственных, тонкостенных конструкций, напрнмер оболочек, в стронтельстве ряда общественкых зданий обеспечивает экономию бетонов, а следовательно, и снижение массы до 20-35 % при одновременном уменьшении расхода арматуры до 10-15 %;
повышение прочности бетонов с соответствующим уменьшением сечения конструктивных элементов. Так, повышение nрочности бетона в тяжелых колоннах (под большую нагрузку), подкрановых балках, фермах с 500-600 кг/см2 до 800 кг/см2 уменьшает в среднем на 23 % объем бетона в плотном теле, а следоательно, и массу единицы конструкции;
применение конструкций с коробчатыми и складчатыми сечениями, кленых деревянных изделий - ферм, балок и др., что снижает массу изделий о сравнению с традиционными конструкциями из железобетона в 2-2,5 аза;
переход от конструкции стены из полнотелого кирпича к конструкции из дырчатого, имеющего плотность 1,3 вместо 1,7 т/м3, что поэволяет снизить массу 1 м2 наружного ограждения с 1240 до 800 кг;
применение прогрессивных видов теплоизоляции. Так, применение минераловатных плит повышенной жесткости на синтетическом вяжущем, с плотностью до 200 кг/м3 для покрытий с рулонной кровлей по стальному профилированному настилу или для стеновых панелей из стальных, алюмииневых и асбестоцементных листов позволяет снизить массу конструкций на 60-70 кг в расчете на 1м2;
снижение массы несущих и ограждающих конструкций за счет применения отделочных материалов с малой мотностью - лаков, красок на полимерной основе, рулонных отделочных материалов взамен облицовок керамическими, стеклянными и другими материалами;
в районах Крайнего Севера применение несущих конструкцнй из холодостойких сортов стали, клееных деревянных изделий, в качестве ограждающих конструкций - легких стеновых и кровельных панелей из листового алюминия, оцинкованных стальных листов, водостойкой фанеры; и поропластов, что дает бальшой экономический эффект и обеспечивает существенное снижение стоимости строительства на 30-40 % и более.
Кроме перечисленных значительные резервы снижения массы возводимых зданий и сооружений имеются также в сфере производства строительных материалов и конструкций. В частности, они заложены в экономии сырья и топлива, а также в использовании промышленных отходов.
Внедрение в строительство эффективных строительных материалов и сборных конструкций - одно из важнейших направлений научно-технического прогресса в проектировании.
Эта задаиа не может быть решена бeз участия проектировщиков и, в частности, архитекторов.
Список литературы
1. Организация и планирование строительного производства. Управление строительными организациями. Учеб. для вузов. – М.: Стройиздат,1999.
2. Организация строительного производства. Учеб. для вузов/ Т.Н. Цай, П.Г. Грабовый, В.А. Большаков - М. Издательство АСВ,1999.
3. Организация строительного производства / Учеб для строительных вузов/ Л.Г. Дикман – М.: Изд – во АСВ, 2002.
4. Экономика архитектурного проектирования и строительства. Учеб. для вузов/ В.А. Варежкин, В.С. Гребенкин и др.; Под ред. В.А. Варежкина – М.: Стройиздат, 1990.
5. Управление в строительстве. Учеб. для вузов. М.: Изд – во АСВ, 1994.
Похожие работы
... их на российскую почву, можно утверждать, что развитие системы ипотечного кредитования в России должно дать мультипликативный эффект роста ВВП. Помимо цепной реакции повышения спроса в связанных с жилищным строительством отраслях, большой экономический эффект достигается также за счет работы: ■ денежного мультипликатора (прохождение средств по цепочке финансовых институтов: инвестор – ...
... строительство 4,7 тыс. объектов. Из общего количества незавершенных объектов строительство 9,9 тыс. объектов (62,3%) осуществлялось с превышением нормативных сроков продолжительности строительства. Прогнозом социально-экономического развития Республики Беларусь в 2004 году предусмотрен рост объема подрядных работ, выполняемых собственными силами организаций всех форм собственности, на 5%. ...
... риски, «портфельные» инвесторы предпочитают вложения в объекты десяти крупнейших городских девелоперов, которые обеспечивают около 60% предложения на первичном рынке. §6. Инвестиции в офисное строительство В 2002 году в Санкт-Петербурге именно офисный сектор стал наиболее привлекательным для инвестиций. Инвестиции, вложенные в офисные центры, подобно банковским вкладам, ...
... средств. Завершая рассмотрение общей схемы кругооборота инвестиций в основной капитал, следует отметить, что она в принципе остается одинаковой для конкретного объекта (эффективного инвестиционного проекта), их совокупности, отрасли, национальной экономики в целом, а также таких естественных монополий. Возмещение основного капитала должно совершаться в условиях постоянного азвития научно- ...
0 комментариев