Используя рамно-каркасную и рамно-панельную системы сборного или монолитного связевого каркаса и унифицированные крупнопанельные изделия заводского изготовления из типовых блок-секций, можно собирать самые разнообразные типы высотных зданий и сооружений до 18 этажей: точечные, линейно-протяженные, сблокированные в интересные архитектурные композиции. Эта идея может быть в определенной мере реализована при реконструкции 5-этажных крупнопанельных зданий. Однако возможности крупнопанельного строительства для ряда типовых серий ограничены и исчерпываются 12 этажами. Здания повышенной этажности (25–30 этажей) выполняются из типовых панельных конструкций с обеспечением пространственной жесткости и устойчивости сооружения, усилением монолитными железобетонными стенами, междуэтажными перекрытиями, диафрагмами, шахтами и ядрами жесткости.
Сборно-монолитная конструктивная схема сооружения позволяет значительно увеличить его высоту, используя преимущества индустриально-сборного строительства, повысить скорость исполнения и жесткость узлов соединения элементов и объемов из монолитного железобетона. В сборно-монолитном варианте необходимо предусмотреть сквозную единую совмещенную технологию выполнения всех работ, ряд взаимоувязанных гибких технологических схем, регулируемых темпом монтажа и ритмом бетонирования конструкций, обеспечивающих минимальную трудоемкость, продолжительность и стоимость как монтажно-бетонных, так и сопутствующих им работ.
Технологическое обеспечение строительства и применение комбинированных технологических схем возведения крупнопанельных сборно-монолитных зданий повышенной этажности требуют решения комплекса вопросов: обеспечение жесткости и устойчивости здания на всех этапах его возведения; уменьшение длительности производства бетонных работ, сокращение технологических перерывов, связанных с твердением бетона; применение новых монтажных средств сборки, монтажа и стыковки элементов, устройства стыков; возможность поэтапного выполнения и сдачи отдельных объемов работ.
Система организационно-технологического обеспечения сборно-монолитного строительства на базе типовых строительно-технологических модулей и комбинированной гибкой технологии их выполнения состоит из следующих элементов: набора типовых и нетиповых блок-модулей строительно-технологических комплексов работ; вариантов прогрессивных технологических схем производства и комплексной механизации работ; технико-экономического обоснования комбинированных технологий типовых и нетиповых модулей; выбора комбинированных (гибких) технологий строительно-монтажных работ; технологического обеспечения и контроля качества, точности, прочности, надежности и долговечности конструкций по видам работ СТМ; обеспечения проектно-сметной и организационно-технологической документации (ПОС, ППР, технологические карты, сетевые графики); материально-технического обеспечения объекта строительства, комплектации и ритмичности поставки конструкций; обеспечения трудовыми ресурсами и подготовки кадров; комплексной механизации и автоматизации технологических процессов; системы охраны труда и безопасности работ; внедрения прогрессивных форм организации работ и оплаты труда, внедрения АСУ технологическими процессами; комплексной системы управления качеством строительства: экономического, правового и юридического обеспечения.
Рациональные технологические схемы производства СМР назначаются исходя из схем комплексной механизации производственных процессов и видов СМР, входящих в состав строительно-технологических комплексов (СТК). При этом для каждого модуля может иметь место ряд технологий или технологических схем, которые комбинируются и варьируются из набора типовых инженерно-технологических решений.
При бетонировании железобетонных конструкций могут быть предусмотрены различные способы ускоренной термообработки бетонной смеси или безобогревного способа бетонирования с широким диапазоном технических и технологических возможностей при выполнении опалубочных работ, использовании пространственных арматурно-опалубочных блоков, каркасов сборно-разборной, секционно-переставной опалубки, пресс-опалубки и др.
Технология СМР тесно связана с выбором средств механизации и технологической оснастки. На разных стадиях возведения высотных сооружений и строительно-технологических комплексов используется различная строительная техника, технологическое оснащение, строительно-монтажные машины: стреловые, башенные приставные, самоподъемные, самонаращиваемые краны, гидроподъемники, специальные грузоподъемные механизмы и т. п.
Основными условиями оптимальной технологии и организации СМР строительно-технологических комплексов или модулей являются:
♦ создание долговременных специализированных ритмичных потоков монтажных, бетонных, специальных и отделочных работ;
♦ совмещение или последовательное выполнение СМР строительно-технологических комплексов-модулей в зависимости от конструктивных схем, технологических особенностей, взаимосвязей;
♦ полная и бесперебойная комплектация строительно-технологических комплексов, преимущественный монтаж конструкций с транспортных средств, «с колес»;
♦ применение высокопроизводительных бетононасосов и пневмонагнетателей с шарнирно-сочлененными распределительными стрелами, гибкими бетоноводами;
♦ применение специальных монтажных кранов для возведения зданий требуемой высоты;
♦ решение проблемы вертикального транспорта, использование грузопассажирских подъемников для подъема людей и материалов;
♦ создание постоянной геодезической службы и пооперационного контроля;
♦ разработка специальных решений по технике безопасности, обеспечение жесткости и устойчивости здания на всех стадиях монтажа, бетонирования монолитных участков, выполнения смежных работ;
♦ организация диспетчерской системы управления производством, оснащенной прямой селекторной, телефонной, радио– и телесвязью с центральным диспетчерским пунктом;
♦ внедрение комплексной системы управления качеством строительства.
Наряду с распространенной чебоксарской технологией (на основе французской системы Сарэт), где узел соединения «колонна – ригель – плита» монолитный, а весь каркас собирается без применения сварки, на Урале используются и другие виды конструктивных схем каркасных зданий.
Конструкция безригельного каркаса системы КУБ-2.5 представляет собой рамный (рамно-связевый) сборно-монолитный каркас с бескапительными перекрытиями. Пространственная жесткость обеспечивается монолитной связью элементов (перекрытий и колонн) и, при необходимости, включением в систему связей или диафрагм.
Сборно-монолитная конструктивная система КУБ-2.5 является развитием систем серии КУБ с целью их дальнейшей универсализации для различных условий строительства, усовершенствования конструктивных решений, снижения трудозатрат на изготовление и монтаж элементов и оптимизации экономических характеристик. Каркас монтируется из изделий заводского изготовления с последующим замоноличиванием узлов, в эксплуатационной стадии конструкция является монолитной.
Конструктивные решения системы КУБ-2.5 – стыки панелей перекрытий, стыки неразрезных многоярусных колонн, узлы соединения панелей перекрытия с колоннами, шпренгельные конструкции 12-метровых пролетов и др. – обеспечивают рамные и рамно-связевые системы каркасов зданий. Разработанные в системе КУБ-2.5 новые элементы конструкций не требуют установки опалубки, что значительно сокращает (на 60 %) объем бетона замоноличивания на монтаже. Кроме того, конструкция стыков колонн исключает применение ванной сварки. Все это снижает в сравнении с системой КУБ-3 построечные трудозатраты на 50–60 %.
Из-за сниженных показателей расхода бетона и стали общая стоимость всей постройки снижается на 5–7 %. Бригада из пяти человек за смену может смонтировать до 300 м2 перекрытий. Если монтажники обладают хорошей квалификацией, то каркас одной секции высотного дома может быть сделан за два месяца.
Технико-экономические показатели на 1 м2 перекрытия системы КУБ-2.5 по данным ЦНИИПИ «Монолит» (г. Москва) отражены в табл. 7.10.
Элементы безригельного каркаса могут быть легко изготовлены во вновь осваиваемых районах, в условиях отсутствия индустриальной базы, а также в местах, где еще не налажено производство каркасов действующих серий.
Таблица 7.10. Технико-экономические показатели системы КУБ-2.5
Безригельный каркас обладает архитектурно-планировочными и конструктивными преимуществами перед традиционными балочными. Особенностями КУБ-2.5, отличающими ее от традиционных сборно-монолитных каркасных систем, являются отсутствие ригелей, роль которых выполняют плиты перекрытия, и использование многоярусных колонн без выступающих частей.