Портал о строительстве и ремонтных работах
Индустриальные методы строительства. Унификация, типизация и стандартизация
Выполнение программы строительства возможно лишь на основе применения индустриальных методов производства работ.
Индустриализация является основным направлением развития строительства. Она означает превращение строительного производства в механизированный поточный процесс сборки и монтажа зданий из крупноразмерных конструкций, их элементов и блоков, имеющих максимальную готовность. Изготовленные на специальных заводах такие конструкции называют сборными. Их производство с применением передовой технологии и их механизированный монтаж позволяют уменьшить затраты труда, расход материалов, повысить качество строительства, сократить его сроки и снизить стоимость.
Важнейшими признаками индустриализации строительства являются комплексная механизация и автоматизация строительно-монтажных работ, максимальная сборность применяемых конструкций и массовость их производства на заводах сборных железобетонных изделий, домостроительных комбинатах, заводах металлических конструкций и т. п.
Сборные конструкции выполняют из различных материалов. Наибольшее применение в современном строительстве получил сборный железобетон. Перспективными являются деревянные строительные конструкции, выпуск которых с каждым годом увеличивается. Наряду со стальными крупноразмерными конструкциями в практике строительства все большее распространение получают сборные конструкции из легких металлических сплавов, пластических масс и др.
Преимущество индустриальных методов массового строительства доказано практикой. Его технология основана на применении типовых сборных деталей и конструкций. Типизацией называют отбор лучших с технической и экономической стороны решений отдельных конструкций и целых зданий, предназначенных для многократного применения в массовом строительстве.
Количество типов и размеров сборных деталей и конструкций для здания должно быть ограничено, так как изготовлять большое количество одинаковых изделий и вести их монтаж легче. Это позволяет также снизить стоимость строительства. Поэтому типизация сопровождается унификацией, которая предполагает приведение многообразных видов типовых деталей к небольшому числу определенных типов, единообразных по форме и размерам. При этом в массо-
вом строительстве унифицируют не только размеры деталей и конструкций, но и основные их свойства (например, несущую способность для плит, тепло — и звукоизоляционные свойства для панелей ограждения). Унификация деталей должна обеспечивать их взаимозаменяемость и универсальность.
Под взаимозаменяемостью понимается возможность замены данного изделия другим без изменения параметров здания. Например, взаимозаменяемы плиты покрытия шириной 3000 и 1500 мм, так как вместо одной широкой плиты можно уложить две узкие. Возможна взаимозаменяемость по материалу и конструктивному решению тех или иных изделий.
Универсальность позволяет применять один и тот же типоразмер деталей для различных видов зданий. Наиболее совершенные типовые детали и конструкции, предложенные проектными организациями и проверенные в практике строительства, стандартизируют, после чего они становятся обязательными для применения в проектировании и для заводского изготовления.
Стандартные строительные элементы регламентируются Государственными общесоюзными стандартами (ГОСТами), в которых для деталей и конструкций установлены определенные формы, размеры и их качество, а также технические условия изготовления. Несоблюдение ГОСТов преследуется законом.
При разработке проектов зданий используют конструкции, изделия и детали, сведенные в каталоги, которые периодически обновляются с учетом возросшего уровня строительной науки и техники. Поскольку основные размеры строительных конструкций и деталей определяются объемно-планировочными решениями зданий, унификация их базируется на унификации объемнопланировочных параметров зданий, которыми являются шаг, пролет и высота этажа.
Шагом при проектировании плана здания является расстояние между координационными осями, которые расчленяют здание на планировочные элементы и определяют расположение вертикальных несущих конструкций (стен, колонн, столбов). В зависимости от направления в плане здания шаг может быть поперечным или продольным.
Пролетом в плане называют расстояние между координационными осями несущих стен или отдельных опор в направлении, соответствующем длине основной несущей конструкции перекрытия или покрытия.
В большинстве случаев шаг представляет собой меньшее расстояние
между осями, а пролет — большее. Координационные оси здания для удобства
применения маркируют, т. е. обозначают в одном направлении (более протяженном) цифрами, а в другом — заглавными буквами русского алфавита.
Высотой этажа является расстояние по вертикали от уровня пола ниже — расположенного этажа до уровня пола вышележащего этажа, а в верхних этажах и одноэтажных зданиях — до верха отметки чердачного перекрытия.
Использование в проектах единого или ограниченного числа размеров шагов, пролетов и высот этажей дает возможность применять и ограниченное число типоразмеров деталей. Таким образом, мы видим, что унификация объемно-планировочных решений зданий является непременным требованием для унификации строительных изделий.
Унификация объемно-планировочных параметров зданий и размеров конструкций и строительных изделий осуществляется на основе Единой модульной системы (ЕМС), т. е. совокупности правил координации размеров зданий и их элементов на основе кратности этих размеров установленной единице, т. е. модулю.
В Российской Федерации в качестве основного модуля (М) принята величина 100 мм. Все размеры здания, имеющие значение для унификации, должны быть кратны М. Для повышения степени унификации приняты производные модули (ПМ): укрупненные и дробные. Укрупненные модули 6000, 3000, 1500, 1200, 600, 300, 200 мм, обозначаемые соответственно 60М, З0М, 15М, 12М, 6М, ЗМ, 2М, предусмотрены для назначения размеров объемно-планировочных элементов здания и крупных конструкций. Дробные модули 50, 20, 10, 5, 2 и 1 мм, обозначаемые соответственно 1/2М, 1/5М, 1/10М, 1/20М, 1/50М и 1/100М, служат для назначения размеров относительно небольших сечений конструктивных элементов, толщины плитных и листовых материалов. ЕМС предусматривает три вида размеров: номинальные, конструктивные и натурные.
Номинальный (Ьн ) — проектный размер между координационными осями здания, а также размер конструктивных элементов н строительных изделий между их условными гранями (с включением примыкающих частей швов или зазоров). Этот размер всегда назначают кратным модулю.
Конструктивный (Ьк) — проектный размер изделия, отличающийся от номинального на величину конструктивного зазора.
Натурный (Ьф) — фактический размер изделия, отличающийся от конструктивного на величину, определяемую допуском (положительным и отрицательным), значение которого зависит от установленного класса точности изготовления детали и регламентировано для каждого из них.
Как указывалось ранее, требования экономической целесообразности, предъявляемые как к зданию в целом, так и к его отдельным элементам, выдвигают задачу в процессе проектирования производить анализ принимаемых решений не только с функциональной и технической стороны, но и с точки зрения целесообразности материальных затрат. Такую оценку здания называют технико-экономической.
В зависимости от вида здания, его конструктивного решения применяют те или иные критерии (признаки) технико-экономической оценки. Основные из них следующие: соответствие конструкции предъявляемым к ней требованиям (техническим, эксплуатационным и др.); соответствие индустриальным, с учетом требований сегодняшнего дня, методам производства работ (степень сбор — ности, транспортабельности и др.); стоимость конструкции (абсолютная или относительная) для данного вида здания с учетом обеспечения ее необходимых эксплуатационных качеств в установленный срок (например, стоимость одной фермы, 1 м фундамента, 1 т металлических конструкций и др.); трудоемкость изготовления и устройства конструкций, формирующих здание (в человекочасах, человеко-днях, машино-сменах) (в трудоемкость устройства входят все трудозатраты, связанные с окончательной сборкой, монтажом, заделкой швов и т. п.); масса конструкции — абсолютная или отнесенная к единице измерения (площадь, объем и др.); расход основных строительных материалов на одно изделие или на единицу измерения конструкции (например, расход арматуры на балку или 1 м балки).
Перечисленные критерии технико-экономической оценки необходимо всегда выражать числовыми значениями, так называемыми техникоэкономическими показателями, которые могут быть абсолютными или относительными. При оценке с аналогичными показателями другой конструкции или конструктивного решения здания в целом показатели ее принимаются за единицу или 100%.
При проектировании вначале устанавливают, какие конструктивные решения по всем требованиям пригодны для проектируемого здания с учетом его класса и конкретных условий эксплуатации, а затем после техникоэкономического сравнения выбирают наиболее рациональное решение.
В практике проектирования все более широкое распространение получают машинные методы технико-экономической оценки конструктивных решений зданий. На основе заложенных в соответствующем программном обеспечении критериев компьютер дает оценку множеству решений и выбирает только несколько наиболее оптимальных вариантов.
Источник
Основы индустриального строительства зданий
В основе современного строительства лежит индустриальный способ изготовления конструкций и механизированный способ их монтажа. В нашей стране уже действует более 500 *9 домостроительных комбинатов (ДСК), изготовляющих крупноразмерные конструктивные элементы зданий, множество строительных машин и механизмов участвуют в строительстве; это позволило поставить строительство зданий на поток и обеспечило очень большой ежегодный ввод в эксплуатацию жилых, производственных и других зданий и сооружений.
Индустриализация строительства позволила также более рационально использовать материальные средства и трудовые ресурсы, существенно повысить производительность и культуру труда, улучшить качество строительства, а также снизить его длительность. Постановка строительства зданий на поток на основе заводского домостроения сопровождается унификацией, т. е. приведением зданий и их конструктивных элементов к однообразным формам и размерам.
Унификация строительства производится по трем направлениям: типизация, модулирование и стандартизация. Главная задача унификации заключается в сокращении типов зданий, конструкций и ограничении количества их размеров.
Типизация представляет собой разработку и отбор объемнопланировочных и конструктивных решений зданий, наиболее целесообразных технически и экономически их элементов, предназначенных для многократного массового использования. При этом, пользуясь каталогами и номенклатурой типовых деталей, разрабатывают типовые блок-секции зданий, из которых формируются здания разной конфигурации, размеров и назначения. Это начальная стадия унификации строительства.
Однако разнообразие технологии и, как следствие,, планировок вступает в противоречие с количеством деталей заводского изготовления: заводам выгодно выпускать минимальное количество типовых деталей, но большими сериями. Тут на помощь приходит модулирование, которое состоит в приведении к единообразию размеров шага, пролета, высоты этажа разных
зданий из конструкций, изготавливаемых на ДСК; это ведет к уменьшению числа типоразмеров конструкций заводского изготовления, их взаимозаменяемости при использовании разных материалов и возведении зданий различного назначения. В нашей стране это достигнуто благодаря внедрению в практику проектирования, заводского домостроения и строительства Единой модульной системы (ЕМС).
Наивысшей формой унификации является стандартизация, т. е. строгая регламентация требований, предъявляемых к выпускаемым конструктивным элементам по форме, размерам и качеству, Государственными стандартами (ГОСТами). Применение стандартов на разрабатываемые конструкции обязательно для проектировщиков, заводов-изготовителей и строительных организаций.
Стандартизация имеет целью увеличение объема и повышение качества продукции, так как она способствует ликвидации нерационального многообразия типоразмеров и марок продукции, организации производства наиболее совершенных ее видов. Объекты стандартизации подразделяются на материальные (различные изделия) и нематериальные (нормы, правила, требования организационно-методического и технического характера).
В области строительства различают стандарты трех уровней:
общие стандарты — по модульной координации размеров, обеспечению геометрической точности, проектной документации и др.;
стандарты на параметры зданий, сооружений и их элементы;
стандарты на строительные конструкции, материалы, изделия, санитарно-техническое и инженерное оборудование, строительную оснастку, инструмент.
Все стандарты (по ГОСТ 1.0—68*) подразделяются на четыре категории: государственные, республиканские, от
раслевые и стандарты предприятий. Государственные стандарты обязательны для всех предприятий и учреждений. Все другие стандарты разрабатываются для ограниченного применения при условии, что нет таких государственных стандартов. Стандарты на продукцию предусматривают стандарты параметров и общие технические требования.
Стандарты параметров содержат требования к продукции одного назначения, но различны по конструктивным решениям и применяемым материалам; это модульная координация размеров помещений, типоразмеров изделий, что обеспечивает заводское домостроение.
Стандарты общих технических требований устанавливают требования к качеству продукции, в том числе ее надежности и долговечности, степени заводской готовности, внешнему виду, качеству отделки и другим свойствам.
Единая модульная система в строительстве — это совокупность правил назначения и координации размеров плана, объема здания и конструктивных его элементов, оборудования заводского изготовления на базе основного модуля М, равного 100 мм. Такая модульная система, принятая в СССР, считается международной. Для практических целей потребовалось ввести укрупненные и дробные модули, позволяющие сократить число типоразмеров конструкций. Укрупненные модули (их семь) составляют 2М, ЗМ, 6М, 12М, 15М, ЗОМ, 60М; самый малый укрупненный модуль равен 200 мм, а самый большой 6000 мм.
Дробные модули (их шесть) составляют 1/2М, 1/5М, 1/ЮМ, 1/20М, 1/50М, 1/100М, т. е. от 50 до 1 мм.
С целью сокращения количества типоразмеров для каждого производного модуля установлены пределы его применения, причем нижним пределом является величина, равная самому модулю, а верхним — номинальный размер одного объемнопланировочного или конструктивного элемента. Большие укрупненные модули (60М и ЗОМ) служат при назначении размеров в плане, крупных конструкций, а модули 12М, 6М, ЗМ, 2М — при назначении высот этажей зданий. Дробные модули используют при назначении малых размеров конструкций: сечений балок, толщин плит и листов, зазоров, допусков при изготовлении деталей и др.
Модульной системой в строительстве предусмотрены три категории размеров: номинальные, конструктивные и натурные.
Под номинальными размерами понимают размеры между разбивочными осями, а также между гранями конструкций; эти размеры всегда кратны модулю.
Конструктивными называются размеры строительных конструкций, т. е. размеры между фактическими их гранями. При нулевых допусках эти размеры отличаются от номинальных на величину необходимых швов и зазоров между строительными конструкциями; эти размеры не всегда кратны модулю.
Натурные размеры — это фактические размеры ооъемно- планировочных и конструктивных элементов, отличающиеся от номинальных, т. е. проектных, на величину установленных допусков; эти размеры тоже не всегда кратны модулю.
Примеры плана части здания, разработанного на основе укрупненного модуля 12М, и раскладки панелей по высоте производственного здания на основе укрупненного модуля 60М показаны на рис. 1.4.
Нормативные документы в строительстве устанавливают комплекс норм, правил, положений и требований, обязательных при проектировании, строительстве и реконструкции объектов, при производстве конструкций, изделий и материалов, а также при эксплуатации и ремонте зданий, сооружений и конструкций.
Рис 1.4. План секции жилого дома на основе укрупненного модуля 12М (а) и два примера раскладки панелей по высоте многоэтажного производственного здания на основе укрупненного модуля 60М (б)
Основу системы стандартизации создает- ряд глав СНиП, в которых приведена классификация изделий, величины расчетных нагрузок, тепло- и светотехнические требования, а также требования относительно огнестойкости и долговечности конструкций зданий.
В 1985 г. утвержден классификатор и перечень нормативных документов и ГОСТов, утвержденных Госстроем СССР, а также
министерствами и ведомствами по согласованию с Госстроем СССР; этот перечень состоит из четырех разделов:
первый — СНиПы, которые содержат пять частей; второй — ведомственные нормы, согласованные с Госстроем СССР;
третий — общесоюзные нормы технологического проектирования предприятий;
четвертый — ГОСТы, имеющие номера и согласования с Госстроем СССР.
Строительные нормы и правила (СНиПы) расширены по числу частей и их содержанию:
часть 1 — Организация, управление и экономика (новая); включает шесть групп норм и ряд СН (Строительных норм) обязательно с номерами, что позволяет определять их место в системе нормативных документов;
часть 2— Нормы проектирования (в основном прежняя); включает 12 групп СНиП и ряд СН тоже обязательно с номерами;
часть 3 — Организация, производство и приемка работ (в основном прежняя); включает 9 групп СНиП и соответствующие СН;
часть 4 — Сметные нормативные документы; включает соответствующие СНиПы, приложения — тома сборников элементных сметных норм, а также СНиПы, с приложениями и сборниками единичных районных расценок, сборниками укрупненных расценок и др.;
часть 5 — Нормы затрат материальных и трудовых ресурсов (новая); включает 4 группы СНиП, соответствующие СН и другие документы;
Эксплуатация и ремонт производственных зданий, сооружений осуществляется на основе положения о планово-предупредительных ремонтах производственных зданий, есть также положение о планово-предупредительных, ремонтах жилых и общественных зданий; эти документы утверждены Госстроем СССР раньше, но в СНиПы они не включены.
Кроме СНиП, по отдельным вопросам проектирования и строительства выпускаются:
нормы отвода земель, продолжительности строительства, расхода строительных материалов;
нормы выработки и расценки на строительные и ремонтно- строительные работы и др.;
правила устройства электроустановок;
правила о договорах на выполнение проектных и изыскательских работ для капитального строительства и др.;
инструкции, устанавливающие технические требования к проектированию конкретных типов предприятий, зданий, конструкций, отдельных видов работ и др.
Для унификации планировочных параметров зданий разработаны также специальные альбомы нормалей, в которых показана организация рабочих мест, расстановка мебели и оборудования, проходы, минимальные размеры помещений, например санитарных узлов.
Для типового проектирования и индустриального возведения разработаны каталоги индустриальных изделий, содержащие основные элементы сборных конструкций для строительства зданий.
Источник
