Современное состояние облегченных конструкций

Удельный вес полносборного строительства к концу 10-й пятилетки намечается довести до 45% по сравнению с 32,5% в 1975 г. Поэтому расширение производства прогрессивных строительных конструкций и материалов и всемерное их использование является серьезным резервом повышения эффективности строительства и улучшения его качества (табл. I. 1)

img-001 

Сборный железобетон, оставаясь основным строительным материалом, получит качественное развитие: расширится применение ячеистых бетонов, легких на пористых заполнителях (керамзите, шунгизите, перлите, зольном и аглопоритовом гравии), высокопрочных бетонов и арматуры, изделий с эффективными сечениями; более совершенных конструктивных форм зданий и сооружений.

Выросло производство металлических конструкций, в т. ч. легких, повысилась эффективность их применения. Однако уровень развития этой важнейшей отрасли промышленности строительных конструкций еще не отвечает современным требованиям. В 1980 г. объем металлоконструкций планируется довести до 8,75 млн. т, а легких металлоконструкций для производственных зданий до 7—12 млн. м2 площади зданий [40]. Применение легких металлоконструкций и профилированного настила с эффективным утеплителем, использование металлических стеновых панелей типа «сэндвич» вместо железобетонных значительно уменьшает массу зданий (в 12—15 раз) и трудоемкость работ (в 10 раз).

Алюминиевые конструкции наружных стеновых панелей, подвесных потолков, перегородок, оконных и дверных заполнений, жалюзи и ограждений уже находят применение в строительстве и в дальнейшем особенно интенсивно будут развиваться при строительстве в районах Крайнего Севера. Предусмотрено построить заводы легких индустриальных конструкций в Красноярске и Иркутске, Хабаровске и других городах Восточной Сибири.

Расширяется производство алюминиевых конструкций на заводах в г. Воронеже, в г. Видном (Московской обл.) и будут построены новые заводы в Хабаровске (Минтяжстрой СССР), Ленинграде (Минмонтажспецстрой СССР) и Броварах (Киевгорис- полком).

Экономический анализ свидетельствует о высокой эффективности полимерных материалов и изделий для строительства. Поэтому в десятой пятилетке предусмотрен рост поставок для строительства синтетических смол и пластмасс не менее чем в 2,5 раза.

Высокие темпы роста индустриальных методов строительства требуют быстрого расширения и совершенствования производства эффективных теплоизоляционных материалов. Наибольший удельный вес (более 50%) занимают минеральная вата и изделия на ее основе. В десятой пятилетке развивается производство самонесущих минераловатных плит. Применение таких плит в в конструкциях покрытий с использованием настила позволит исключить устройство мягкой кровли, снизить массу конструкций в 8 раз по сравнению с покрытиями из легких плит, уложенных на поддерживающие конструкции.

К 1980 г. объем применения в строительстве пенопластов должен возрасти до 7,4 млн. м3, в том числе [40]:


Пенополистирола     3,4    млн. м3
Фенольного пенопласта     2,8    »
Пенополиуретана     До    0,9    »
Других пенопластов    До    0,3    »


Деревянные клееные конструкции в десятой пятилетке получат значительное развитие. Уже созданы мощности по производству деревянных конструкций: завод в Волоколамске (Московская обл.) мощностью 15 тыс. лг3 и четыре завода мощностью 60 тыс. м3 для сельского строительства (Калининская и Житомирская области, Литовская и Белорусская ССР). В 1980 г. будет изготовлено деревянных клееных конструкций до 420 тыс. м3 для промышленного, сельскохозяйственного и гражданского строительства [40].

В десятой пятилетке намечено создать производство сборных асбестоцементных ограждающих конструкций из плоского асбестоцементного листа с деревянным, асбестоцементным или металлическим каркасом, а также бескаркасных на минераловатном, стекловатном или полимерном утеплителе.

Применение асбестоцементных конструкций вместо железобетонных снижает массу 1 м2 покрытия на 100 кг, а стеновых панелей — на 350 кг. При этом трудоемкость монтажа снижается на 30—40%.

На 1976—1980 гг. предусмотрено массовое применение новых эффективных материалов и облегченных конструкций. Этим будет достигнуто существенное снижение массы зданий (80 млн. г на программу работ 1980 г.) и получен значительный экономический эффект за счет сокращения сроков строительства, транспортных расходов, монтажа и др. [40].

Облегченные конструкции зданий и сооружений изготавливают из традиционных, новых и комбинированных материалов. Эти конструкции могут быть несущими и ограждающими. Они находят применение в промышленном, сельскохозяйственном и жилищно-гражданском строительстве. Наличие эффективных материалов и специфические требования к возводимому зданию определяют в основном выбор конструкций.

Для несущих конструкций применяют конструкционные материалы: легкие бетоны, высокопрочные арматурные стали, гнутые стальные профили, алюминиевые листы и профили, профили закрытых сечений из стеклопластика (трубы, коробчатые сечения и др.), армоцемент, бакелизированная фанера, древесина и др. Для ограждающих конструкций применяют ячеистые бетоны, армоцемент, асбестоцемент, алюминиевые листы и гнутые профили, стальные листы и гнутые профили, стеклопластиковые листы, бакелизированную фанеру, древесину, сотовые заполнители (сотопласты), пенопласты, минераловатные изделия, фибролит, костромит, древесноволокнистые плиты, камышит, битумоперлит, пеностекло и другие материалы.

Ограждающие конструкции могут быть каркасными и бескаркасными. Бескаркасные подразделяются на одно- и многослойные (сэндвичи). В практике проектирования и строительства облегченных конструкций широкое распространение получили ограждающие конструкции обоих типов, хотя по технологическим соображениям следует отдать предпочтение бескаркасным панелям как более индустриальным в изготовлении и экономичным по приведенным затратам.

Из облегченных конструкций уже возведено сотни жилых домов, гражданских, промышленных и сельскохозяйственных зданий, которые эксплуатируются десятки лет наравне со зданиями, построенными из традиционных материалов. Развитие промышленности по выпуску облегченных конструкций зависит от наличия сырья и производства необходимых изделий и строительных материалов.

В СССР вошли в строй заводы алюминиевых конструкций в городах Видном, Воронеже, Челябинске и Куйбышеве, где установлены технологические линии по изготовлению трехслойных панелей с металлическими обшивками.

Самые легкие и мобильные конструкции — пневматические, основным материалом для которых служат воздухонепроницаемые ткани. Они подразделяются на два вида: воздухоопорные в виде большепролетных оболочек, устойчивость которых обеспечивается наличием внутри помещения избыточного давления (0,001—0,005 ати), и пневмокаркасные небольших пролетов, несущий каркас которых находится под давлением 0,5—2 ати.

В Советском Союзе и за рубежом получили распространение воздухоопорные оболочки цилиндрической и сферической формы. Установлено и проходят натурную проверку около ста отечественных и зарубежных воздухоопорных сооружений, которые используются в различных областях народного хозяйства.

Пролет оболочек 12, 18 и 24 м. В перспективе предлагается внедрение большепролетных оболочек — цилиндрических пролетами 30; 36 и 42 ж и сферических — диаметром до 60 м. Особое внимание уделяется пневматическим конструкциям, предназначенным для эксплуатации в северных районах страны. За рубежом воздухоопорные сооружения получили за последнее десятилетие широкое распространение. Так, в Норвегии их выпущено около 300, Финляндии — около 100, ГДР—-около 500. Пневматические конструкции выпускаются в ФРГ, Франции, Японии, США, Канаде.

Повышение технико-экономической эффективности пневмоконструкций зависит от более совершенных воздухонепроницаемых тканей, поддающихся сварке при соединении полотнищ оболочек.

Основа развития индустриальных деревянных конструкций — клееные деревянные и фанерные конструкции. Они обладают рядом положительных качеств, главное из которых — относительно малый вес. Находят применение в сельскохозяйственном (до 60%) , промышленном (до 30%) и гражданском (до 10%) строительстве.

Легкие навесные панели для ограждений зданий реже применяются в строительстве, чем тяжелые керамзитобетонные. Последние в большинстве случаев дешевле, не требуют дефицитных исходных материалов и налаженной базы для изготовления. Поэтому легкие панели не всегда могут конкурировать по стоимости с панелями из керамзитобетона.

Для расширения применения объемов легких навесных ограждений в массовом строительстве средней полосы наШей страны разработана и утверждена номенклатура унифицированных асбестоцементных панелей на деревянном каркасе с деталями узлов заводского изготовления для наружных стен жилых и общественных зданий. Панели представляют каркасную слоистую конструкцию. Деревянный каркас из цельных или составных брусков облицован с обеих сторон плоскими асбестоцементными листами толщиной 10 мм, а полости панели заполнены утеплителем из стекло- или минераловатных плит на синтетических связках (ГОСТ 18128—72).

В труднодоступных районах, где нет производственной базы, доставка готовых конструктивных элементов и их стоимость в значительной мере зависят от массы груза и транспортных расходов. Восьмиквартирный дом с применением алюминия весит 52 т, в том числе металлический каркас— 18,3 т. Аналогичный ему дом из мелких блоков беспесчаного бетона (серии 1—309— 1) весит 1200 т (масса металлоконструкций — 19 т). Масса стен ограждений зданий из трехслойных панелей в 20—25 раз меньше, чем из традиционных материалов (кирпич, беспесчаный бетон). Фактическая стоимость зданий, возведенных из алюминия и эффективных материалов в панельно-каркасном варианте, из панелей, изготовленных под Москвой, оказалась на 40% ниже, чем из блоков беспесчаного бетона, изготавливаемых на месте (например, для Амдермы — 511 руб.1м2 полезной площади, а из беспесчаного бетона — 842 руб.). Сравнительно низкая стоимость сборно-разборных инвентарных зданий из объемных блоков дает возможность применять их в отдаленных районах на строительстве трасс, трубопроводов, каналов и др.

Определение эффективности применения различных строительных конструкций основано на принципе достижения наибольших результатов при минимальных затратах общественного труда. Сравнительная эффективность вариантов конструктивных решений оценивается на основе сопоставления живого овеществленного труда, а также будущих затрат, связанных с эксплуатацией выбранной конструкции.

Навесные конструкции еще не получили широкого распространения в нашей стране и утвержденных цен на этот вид продукции массового производства пока нет. Поэтому следует пользоваться расчетными показателями перспективной себестоимости, основанной на прогрессивной технологии.

Снижение массы здания достигается не только за счет ограждающих конструкций, но и за счет элементов несущих конструкций — стен или каркаса, покрытий и фундаментов. Облегчение несущих конструкций надземной части зданий достигается применением высокопрочных материалов, эффективных сечений конструктивных элементов, а также уменьшением расчетных сечений из-за снижения нагрузок от ограждающих облегченных конструкций. Это явление особенно интенсивно проявляется в многоэтажном строительстве и влияет на выбор конструкций фундаментов, которые также могут быть облегченными, обеспечивая надежность и долговечность в эксплуатации. Опыт строительства и организация выпуска на современном оборудовании облегченных конструкций подтверждает целесообразность применения крупноразмерных облегченных строительных конструкций как ограждающих, так и несущих из новых эффективных материалов.

Для более широкого внедрения облегченных индустриальных конструкций необходимо развивать производственную базу по их изготовлению, оснащенную современным оборудованием. Эффективность применения таких конструкций может быть достигнута только при высокомеханизированном производстве, на автоматизированных поточных линиях большой производительности. Сочетание тонкого профилированного стального или алюминиевого листа с утеплителями из полимерных материалов дает возможность получать самые эффективные ограждающие конструкции. Залог расширения производства и применения облегченных конструкций — развитие в десятой пятилетке производства асбестоцемента, стального и алюминиевого листа и полимерных материалов.