Лекция №2. Унификация и типизация зданий и их конструктивных элементов. Объемно-планировочные решения промышленных предприятий.

Унификация и типизация зданий и сооружений и их конструктивных элементов

Типизация и унификация зданий и сооружений и их конструктивных элементов – исходный фактор для перевода строительного производства на индустриальные методы. Строительство на широкой индустриальной базе возможно и особенно эффективно в том случае, когда здания и сооружения однотипны, а их конструктивные элементы унифицированы и имеют ограниченное число типоразмеров.

Унификация — приведение к единообразию размеров объемно-планировочных параметров зданий и их конструктивных элементов, изготовляемых на заводах. Унификация имеет целью ограничение числа объемно-планировочных параметров и количества типоразмеров изделий (по форме и конструкции). Осуществляют ее путем отбора наиболее совершенных решений по архитектурным, техническим и экономическим требованиям.

Типизация — техническое направление в проектировании и строительстве, позволяющее многократно осуществлять строительство разнообразных объектов благодаря применению унифицированных объемно-планировочных и конструктивных решений, доведенных до стадии утверждения типовых проектов и конструкций.

Типовые конструкции и детали, хорошо зарекомендовавшие себя в эксплуатации и включенные в каталоги типовых изделий, обязательны для применения.

Итак, основные задачи унификации и типизации являются:

уменьшение числа типов промышленных зданий и сооружений и создание условий для их широкого блокирования;

сокращение числа типоразмеров сборных конструкций и деталей с целью повышения серийности и снижения стоимости их заводского изготовления;

рациональное членение конструкций на монтажные единицы и разработка несложных приемов их сопряжения и крепления;

создание лучших условий для использования прогрессивных технических решений.

История развития.

Типизация и унификация начали внедряться в промышленное строительство в годы первой пятилетки; тогда рекомендовалось в цехах металлургической и машиностроительной промышленности принимать пролеты кратными 3 м, а шаг колонн равным 6 м.

В 1939 г. на основе размеров, кратных 3 м, были разработаны типовые ячейки (секции) одноэтажных промышленных зданий и выпущены альбомы типовых деталей. Применение типовых секций, представлявших собой объемно-планировочные ячейки с кратными модулю размерами пролета, высоты и шага колонн, позволило упорядочить проектирование и строительство зданий и внедрять типовые конструктивные элементы. Однако первые типовые секции допускали множество объемно-планировочных вариантов для зданий одного и того же назначения, что послужило тормозом развитию индустриального строительства.

В 1954 г. (постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О развитии производства сборных железобетонных конструкций и деталей для строительства») в проектирование промышленных зданий начала внедряться отраслевая унификация объемно-планировочных и конструктивных решений промышленных зданий из сборных железобетонных конструкций.

В 1955 г. («Основные положения по унификации конструкций производственных зданий», Госстрой СССР) установлена единая система основных строительных параметров зданий многих отраслей промышленности, а также разработаны габаритные схемы зданий.

В габаритной схеме указывают размеры здания в плане, его поперечный и продольный профили, высоту помещений, вид и грузоподъемность внутрицехового транспорта; она предопределяет также вид продукции и мощность производств, которые могут быть размещены в запроектированном на ее основе здании. Для каждой отрасли промышленности предусмотрено строго ограниченное число габаритных схем, а следовательно, и типов зданий. В связи с этим значительно сократилось число типоразмеров конструкций и деталей, что позволило резко повысить их серийность на заводах-изготовителях.

В 1957 г. был издан первый каталог унифицированных сборных железобетонных конструкций для промышленного строительства.

В 1961 г. была установлена ограниченная номенклатура габаритных схем зданий, пригодных для размещения производств нескольких отраслей промышленности, и разработана новая система унификации строительных параметров, благодаря чему число типоразмеров конструкций было сокращено до технически необходимого и экономически целесообразного минимума.

В 1962 г. пленум ЦК КПСС одобрил переход на более гибкие и многообразные формы типового проектирования зданий из унифицированных типовых секций (УТС) и пролетов (УТП).

УТС представляет собой самостоятельную объемную часть здания (температурный блок) с установленными параметрами. Параметры УТС (размеры в плане, сетка колонн, высота, грузоподъемность кранов) приняты с учетом требований производства, на основе габаритных схем и номенклатуры унифицированных конструкций.

Модульная система и параметры зданий

Унифицировать и типизировать объемно-планировочные и конструктивные решения зданий и сооружений можно на основе единой модульной системы, позволяющей взаимоувязывать размеры зданий и их элементов.

В модульной системе обязателен принцип кратности всех размеров некоторой общей величине, называемой модулем. Для промышленного строительства установлен единый модуль М=600 мм для вертикальных и горизонтальных измерений.

Целью применения модульной системы является обеспечение кратности размеров единому модулю и строгое ограничение числа типоразмеров конструкций и деталей зданий и сооружений. Поэтому при проектировании используют укрупненные (производные) модули, кратные единому модулю.

При назначении размеров объемно-планировочных компонентов ЦНИИпромзданий рекомендует принимать следующие укрупненные модули:

в одноэтажных зданиях для ширины пролетов и шага колонн – 10 М, а для высоты (от пола до низа опоры основных конструкций покрытия пролетов) — 1 М;

в многоэтажных зданиях для ширины пролетов — 5 М, шага колонн — 10 М и высоты этажей — 1 М и 2 М.

Параметры одноэтажных зданий, назначаемые в соответствии с основными положениями по унификации и с учетом габаритных схем.

Ширина пролетов: при наличии электрических мостовых кранов — 18, 24, 30 и 36 м. при отсутствии мостовых кранов — 12 м (допускаются пролеты шириной 6 и 9 м); По технологическим соображениям ширина пролетов может быть и более 36 м, кратной 6 м.

Шаг колонн 6, 12 м и более, кратный 6 м. В многопролетных зданиях шаг колонн в крайних и средних рядах может быть различным.

В ысота (от пола до низа опоры основных конструкций покрытия): 3,0; 3,6; 4,2; 4,8; 5,4 и 6,0 м (т.е. кратно 0,6); 7,2; 8,4; 9,6; 10,8; 12,0; 13,2; 14,4; 15,6; 16,8 и 18,0 м (кратно 1,2 м).

В зданиях без мостовых кранов рекомендуются сочетания высоты и ширины пролетов, указанные в табл. IV-1.

В зданиях с электрическими мостовыми кранами грузоподъемностью до 50т включительно рекомендуются сочетания высоты и ширины пролетов с отметками головки подкрановых рельсов и грузоподъемностью кранов, приведенные в табл. IV-2.

В зданиях с ручными мостовыми кранами грузоподъемностью до 20 т сочетания высоты и ширины пролетов с отметкой головки подкрановых рельсов и грузоподъемностью кранов рекомендуется принимать по табл. IV-3.

П ри назначении и взаимной увязке размеров объемно-планировочных и конструктивных элементов обычно фигурируют номинальные размеры — расстояние между разбивочными осями здания, между условными (номинальными) гранями строительных конструкций и деталей. Номинальные размеры всегда кратны модулю.

В отличие от номинальных конструктивные размеры чаще всего не являются модульными, и увязывают их с номинальными за счет толщины швов, зазоров, стыков (иногда доборных элементов или вставок). Так, при шаге колонн 6000 мм длину стеновых панелей принимают 5980 мм, в то время как номинальная длина их считается равной 6000 мм. Объемно-планировочные параметры конструктивных размеров не имеют.

Использование в проектировании укрупненных модулей дает возможность укрупнять конструкции и детали, т. е. уменьшать число монтажных элементов. Укрупнять сборные конструкции целесообразно и для обеспечения большей надежности их работы в здании или сооружении, так как вероятность отказа конструкций в работе возрастает с увеличением их числа.

Оптимальные габариты и массу сборных конструкций выбирают в зависимости от размеров монтажных, отправочных и заводских марок, определяемых грузоподъемностью строительных механизмов, видом транспорта, габаритами его подвижного состава, а также характером технологического процесса, размерами пролетов цехов-изготовителей и т. д.

Виды привязок.

Унификация и типизация невозможны без соблюдения единых правил привязки конструктивных элементов к разбивочным осям зданий. Под привязкой понимают расстояние от модульной разбивочной оси до грани или геометрической оси сечения конструктивного элемента.

Единые правила привязки конструкций и единство систем сопряжений их между собой позволяют установить взаимозаменяемость конструкций и значительно сократить количество доборных элементов. Основные правила привязки, рекомендуемые ЦНИИпромзданий, описаны ниже.

В одноэтажных зданиях колонны средних рядов располагают так, чтобы геометрические оси сечения нижней части колонн совпадали с продольными и поперечными модульными разбивочными осями (рис. IV-2, а). Исключения допускаются в отношении колонн по линиям температурных швов и перепадов высот.

Колонны и наружные стены из панелей привязывают к крайним продольным разбивочным осям зданий с покрытиями по стропильным балкам (фермам) по правилам, описанным ниже.

• Внешнюю грань колонн совмещают с разбивочной осью (нулевая привязка), а внутреннюю плоскость стены смещают наружу на 30 мм (рис. IV-2, б) в зданиях следующих типов:

в зданиях без мостовых кранов со сборным железобетонным каркасом при шаге крайних колонн 6 или 12 м, а также в зданиях со стальным или смешанным каркасом при шаге крайних колонн 6 м;

в зданиях с электрическими мостовыми кранами грузоподъемностью до 20 т и сборным железобетонным или смешанным каркасом при шаге крайних колонн 6 м и высоте не более 14,4 м;

в зданиях с ручными мостовыми кранами.

• Внешнюю грань колонн смещают наружу с разбивочной оси на 250 мм, а между внутренней плоскостью стены и гранью колонн предусматривают зазор 30 мм (рис. IV-2, в) в следующих зданиях:

без мостовых кранов со стальным или смешанным каркасом при размере шага крайних колонн 12 м;

с электрическими мостовыми кранами при шаге крайних колонн 12 м и в зданиях со стальным каркасом при шаге крайних колонн 6 м, а также в зданиях с электрическими мостовыми кранами грузоподъем- ностью более 20 т и сборным железобетонным или смешанным каркасом при шаге крайних колонн 6 м и высоте 12 м и более;

при наличии проходов вдоль подкрановых путей.

Нулевая привязка по сравнению с привязкой 250 мм имеет неоспоримое преимущество, поскольку при ней не требуются доборные ограждающие элементы в углах стен и в покрытии.