842

Полный встроенный каркас используют при средней степени износа наружных стен и в случае надстройки здания несколькими этажами. Элементами встроенной системы из сборного каркаса являются: сборные железобетонные конструкции каркаса (фундаменты, колонны высотой на 1-3 этажа, ригели, плиты перекрытия сплошного сечения или многопустотный настил, стены жесткости, лестничные марши и площадки, сантехкабины, вентблоки, секции мусоропроводов, лифтовых шахт и др.) заводского производства.

Встроенный каркас из сборных элементов может применяться в однопролетных, двухпролетных с внутренней несущей стеной, однопролетных с внутренними поперечными стенами, а также в зданиях секционного типа. Целесообразно использовать его в зданиях, имеющих в плане прямоугольную форму.

Полный встроенный каркас позволяет исключить из работы ограждающие конструкции стен, превратив их в самонесущие, что создает предпосылки выполнения реконструктивных работ не только с полной перепланировкой, но и надстройкой нескольких этажей.

Использование полного каркаса существенно снижает объем работ по устройству гнезд для опирания ригелей. В меньшей степени ослабляется несущая способность существующих наружных стен, а в результате использования ригелей и многопустотных плит перекрытий различной длины, изготовленных по экструзионной технологии, обеспечивает получение помещений требуемых размеров с гибкой планировкой (рис.1).

Рисунок 1. Производство плит перекрытия по экструзионной технологии

а) - общий вид экструдера; б) - номенклатура преднапряженного железобетонного многопустотного настила

Использование длинных стендов (120-150 м) для экструзионной технологии позволяет изготавливать широкую гамму сборных конструкций каркаса (колонны, предварительно напряженные ригели и многопустотные плиты перекрытий) без переналадки бортоснастки.

На рис. 2 приведена примерная номенклатура сборных железобетонных изделий, изготовленных по экструзионной технологии.

Высокое качество сборных изделий достигается путем применения бетоноукладчиков специальной конструкции, оптимальных режимов вибрационного уплотнения бетонной смеси, тепловой обработки и автоматизированных систем температурного контроля, обеспечивающих однородность физико-механических характеристик бетона.

При полном сборном каркасе в качестве сборных железобетонных колонн применяют типовые 1,2 и 3 ярусные колонны сечением 300х300 или 400х400 мм, выполненные из бетона класса В25-В40. Сечение колонн принимают одинаковой по всей высоте здания. Шаг расположения колонн согласуется с шагом оконных проемов и принимается кратным им.

251

Рисунок 2. Примерная номенклатура сборных изделий

а) - колонны; б, в) - многопустотный настил; г) - многопустотный настил, изготавливаемый по экструзионной технологии, д) - ригели

Для каркаса применяют колонны, как поэтажной разрезки, так и многоэтажные. Многоэтажные колонны по высоте содержат в уровнях дисков перекрытий сквозные проемы для пропуска несущих и связевых ригелей (рис.3).

Рисунок 3. Конструкция сборных колонн с нишей для размещения несущих и связевых ригелей

Одноэтажные колонны стыкуют в уровне дисков перекрытия, а многоэтажные - над перекрытиями в сечениях с минимальным значением изгибающего момента на высоте 60-80 см выше уровня перекрытия, чтобы обеспечить удобство обработки мест стыкования.

Работы по устройству сборного каркаса выполняют в следующей последовательности.

252

При наличие в реконструируемом здании подвального помещения первоначально осуществляется монтаж колонн подвального этажа, для которого используются одноярусные колонны, устанавливаемые в стаканы фундаментов. Для установки колонн применяют фундаменты стаканного типа в монолитном или сборном исполнении.

В том случае, когда при использовании конструктивно-технологической схемы с полным каркасом требуется надстройка здания, то для восприятия дополнительной нагрузки на грунт необходимо осуществить устройство фундамента

ввиде монолитной железобетонной плиты толщиной 300-500 мм по заранее подготовленному основанию в виде уплотненной песчано-гравийной подсыпки толщиной 100-150 мм. После набора бетоном фундаментной плиты проектной прочности на нее монтируются подколонники для колонн сборного каркаса.

После установки колонн в подвальном помещении осуществляют монтаж ригелей и плит перекрытия с заделкой швов плит и стыков ригелей высокопрочным раствором. Устройство перекрытия над подвальным этажом обеспечивает фронт работ для возведения надземной части здания, которая выполняется в той же технологической последовательности, но с использованием 2- и 3-ярусных колонн.

По завершении монтажа конструкций первого яруса осуществляется установка второго яруса в той же технологической последовательности. Выполнение монтажных работ по захваткам позволяет организовать поточное производство и последовательно создавать фронт работ для других строительных процессов и потоков внутри созданных объемов.

Для стыковки колонн по высоте в настоящее время разработаны и используют так называемые «бессварные стыки», которые кроме повышения точности установки элементов способствуют повышению надежности и долговечности встроенных систем вследствие снижения дополнительных напряжений, связанных со сваркой стыков (рис.4).

Наиболее предпочтительным является штепсельный стык, так как он прост

вработе и не требует дополнительных операций после стыковки колонн.

Рисунок 4. Варианты «бессварных» стыковых соединений колонн:

а) - штепсельный стык; б) - болтовой с центральным анкером; в) - гильзовый сварной стык с накладками

253

При использовании штепсельного стыка каждая колонна в торцах имеет четыре анкера и четыре отверстия (рис.4, а). При этом диаметр и глубина отверстий несколько больше, чем длина и диаметр анкеров. Перед стыковкой колонн на поверхность стыкуемых элементов наносится полимерный клей и после этого происходит установка верхней колонны таким образом, чтобы анкеры верхней колонны вошли в отверстия нижней, а анкеры нижней колонны - в отверстия верхней. Далее осуществляется инъекция отверстий с помощью коллоидного це- ментно-песчаного раствора или полимерной мастики, которая обеспечивает требуемую адгезию и равнопрочность стыкуемых элементов.

Помимо штепсельного стыка для соединения колонн по высоте разработаны специальные конструкции винтовых соединений стыков сборных одноэтажных (а) и многоэтажных колонн (б), представленных на рис. 5.

Винтовые соединения колонн по высоте осуществляются с помощью соединительных шпилек (7) с нарезанной по концам резьбой. Шпильки вставляются в отверстия опорных стальных листов колонн, а затем стягиваются гайками через угловые ниши у торцов колонн.

Рисунок 5. Конструкции винтовых соединений стыков сборных одноэтажных (а) и многоэтажных колонн (б)

1- колонны; 2- продольная рабочая арматура; 3 - арматурные сварные сетки; 4 - анкерные стержни; 5 - торцовые стальные листы; 6 - угловые ниши у торцов

колонн; 7 - соединительные шпильки; 8 - гайки; 9- диск перекрытия

После установки верхней колонны в проектное положение зазор между торцовыми листами заполняют высокопрочным мелкозернистым бетоном (рис.6).

В качестве сборных плит диска перекрытия используют типовые многопустотные плиты толщиной 220 мм или плиты безопалубочного формования, изготовленные по экструзионной технологии. Это позволяет получать требуемую длину изделий по резательной технологии с минимальными трудозатратами. Применение многопустотного настила исключает использование в больших объемах монолитного бетона для перекрытия, что особенно важно при реконструкции зданий в зимний период времени в условиях отрицательных температур. Толщина сборных плит перекрытий колеблется от 150 до 400 мм, что позволяет перекрывать пролеты до 20 м.

254

Рисунок .6. Винтовые соединения колонн по высоте

Для установки плит используется поддерживающая монтажнотехнологическая оснастка, состоящая из телескопических стоек и горизонтальных балок (рис.7).

Рисунок 7. Поддерживающая монтажно-технологическая оснастка:

из телескопических стоек (а) и многопустотные плиты, уложенные

впроектное положение (б) с арматурой ригелей

Впроцессе монтажа каркаса в местах примыкания ригелей и элементов перекрытия выполняются дополнительное армирование и омоноличивание. При омоноличивании образуется узел, обеспечивающий пространственную жесткость каркаса (рис 8).

При использовании технологии встроенной системы из сборного каркаса особое внимание необходимо уделять геометрической точности установки сборных элементов, так как отклонение параметров от проектных значений может привести к нарушению собираемости встроенного каркаса.

Встроенная система с использованием полного сборного каркаса характеризуется меньшей трудоемкостью работ за счет использования бессварных соединений колонн, ригелей и плит перекрытия. Кроме того, применение крупногабаритных сборных плит перекрытия повышает уровень технологичности, снижает машиноемкость процесса устройства диска перекрытия, а также позволяет создать свободные планировочные объемы значительных размеров.

255

Рисунок 8. Узлы сопряжения колонн с ригелями и элементами перекрытия А- с использованием несъемной опалубки; Б- с перекрытием из многопустотного

настила; 1 - колонны; 2- ригели; 3- несъемная опалубка из преднапряженных плит толщиной 60 мм; 4- монолитная часть перекрытия; 5 - омоноличенный узел ригелей и колонны; 6-хомут с подкосами; 7 - многопустотный преднапряженный настил перекрытия; 8- монолитный участок

Литература

1.Шихов А.Н. Реконструкция, усиление и повышение изоляционных ка честв гражданских зданий: учебное пособие / А.Н. Шихов, Д.А. Шихов. Пермь: Изд -во Перм. гос. техн.

ун-та, 2008. 244 с.

2.Реконструкция жилых зданий с применением встраиваемого каркаса с плоскими сбор- но-монолитными перекрытиями. / сост. Мордич А.И., Белевич В.Н., Навой Д.И. Минск: Научноисследовательское и экспериментально-проектное республиканское унитарное предприятие «Институт БелНИИС»,.2013. 8 с.

УДК 621.311:728(574)

Д.Д. Тляшева – студентка 3 курс Т.Б. Строганова – научный руководитель, доцент,

ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА, г. Пермь, Россия

ЭНЕГОЭФФЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ «ИЗУМРУДНОГО КВАРТАЛА» В АСТАНЕ

Аннотация. Климат Астаны характеризуется холодными зимами и жарким, засушливым летом. Эта особенность климата ставит серьезные задачи перед проектировщиками, имеющими целью создавать здания с энергоэффективными технологиями. Рассмотрен современный жилой высотный комплекс «Изумрудный квартал», на примере которого выявлены актуальные для Астаны энергоэффективные технологии строительства.

Ключевые слова: Астана, холодные зимы, высотные башни, энергосберегающие технологии.

Казахстан, официально Республика Казахстан, государство, располагающееся в центре Евразии, большая часть которого относится к Азии, а меньшая —

По площади территории Казахстан занимает 9-е место среди государств мира (2 млн 724,9 тыс. км²), 2-е место среди стран СНГ (после России). Расположение: от восточной окраины дельты Волги на западе до Алтайских гор на восто-

(36 %) и полупустыни (18 %). 35 % территории Казахстана занимают степи, 5,9 % (21 млн га) — леса. Климат в республике в основном резко континентальный. Средняя температура января — от −19 °C на севере до −5 °C на юге, средняя температура июля — от +17 °C на севере и до +31 °C на юге. Лето в стране повсеместно жаркое и засушливое. Температура может достигать +50 °C (в городе Туркестан Южно-Казахстанской области). Зима в стране малоснежная и холодная, температура может достигать −58 °C (в городе Атбасар Акмолинской области и в городе Павлодар Павлодарской области).

Астана — современная столица Казахстана, строительство который идѐт сверхзвуковыми темпами. Отели высокого уровня, зеркальные небоскрѐбы, широкие проспекты и красивые набережные: именно такой предстаѐт перед туристами нынешняя Астана. С тех пор, как этот небольшой провинциальный город, известный своими «холодными» зимами, был объявлен будущей столицей Казахстана и по указу президента Назарбаева заменил Алматы в 1997 году, он «пережил» бурный рост и стал вторым по величине в стране.

Находится Астана на северо-востоке страны на берегах реки Ишим. Столицей этот город стал совсем недавно — в 1997 году.

«Изумрудный квартал» — комплекс из трех высотных башен разной этажностью (37, 40, 53 этажа). Строительство было начато в 2006 году. Строительство завершилось 2013 году. «Изумрудный квартал» является высочайшим зданием в Казахстане.

Новый административный центр отвечает всем требованиям современной деловой жизни города. В нем предусмотрены комфортные офисы и удобные паркинги; Архитектурная концепция комплекса разработана известным архитекто-

ром Роем Варакалли (Roy Varacalli) и фирмой Zeidler Partnership Architects (Кана-

да) совместно с проектным институтом «Базис» (Казахстан).

В проекте использованы последние мировые достижения в области архитектурных, конструктивных и инженерных решений, предъявляемых к офисам самой высшей категории. «Изумрудный квартал» состоит из трех зданий - высотой 37, 43 и 54 этажа. Высота самой высокой башни - 210 метров, это самое высокое здание в Казахстане. Площадь всего комплекса составляет 280 тысяч кв.м. Уникальность зданий заключается также в том, что, начиная с 32 этажа, площадь каждого последующего этажа увеличивается, здание становится ассиметричным с отклоняющейся на 15 метров верхушкой.

Собственная инфраструктура «Изумрудного квартала» предоставляет SPA & Wellness Centre, зимний сад, роскошные гостевые номера. На 48-этаже предусмотрен конференц-центр, оснащенный по последнему слову техники и рассчи-

257

танный на 200 человек. Одновременно в новом бизнес-центре «Изумрудный квартал» смогут работать более 15 тысяч человек. Кроме офисных помещений предусмотрено строительство крытых паркингов на 2 тысячи мест.

Среднегодовая продолжительность солнечного сияния в Казахстане очень большая (2000-3000). Например, на севере она равна 2132 часам, это больше, чем

вМоскве на 400 часов. Так же в Казахстане в теплое время года отсутствует облачность. Число ясных дней в Казахстане больше, чем на Южном берегу Крыма и черноморском побережье Кавказа.

Сильные ветровые нагрузки в Астане обязали проектировщиков проводить тщательный анализ принятой конструктивной схемы. Канадские инженеры провели значительное количество испытаний проекта в аэродинамической трубе. Например, масса самого высокого здания составляет 186 тысяч тонн. В основании этого здания находятся буронабивные сваи глубиной до 20 м, а фундаментная плита - около 3 м. толщиной.

Для строительства зданий приобретено принципиально новое техническое оснащение, позволяющее строить в рекордно короткие сроки. Специалисты прошли специальную подготовку и аттестацию за рубежом.

Вздании предусмотрено 18 высокоскоростных лифтов. Расположится грандиозный объект на Водно-зеленом бульваре, по соседству с резиденцией Президента, зданиями Парламента, Правительства, крупнейших национальных компаний. Бизнес-центр и прилегающая территория будут находиться под круглосуточной охраной многоуровневой электронной системы безопасности: контроль доступа, будут обеспечены 24-часовое наблюдение за автомобилями (в четырехуровневом гараже), компьютерный контроль всех систем жизнеобеспечения центра.

«Изумрудный квартал» - не первый «высотный» проект корпорации. В активе «Базис-А» - 36-этажное здание Министерства транспорта и коммуникаций РК, 39-этажное здание «Триумф Астаны», комплекс зданий «Северное сияние»

в44 этажа.

Чтобы здание могло называться энергосберегающим, необходимы следующие важные строительные решения:

-расположение здания с учетом профиля местности, солнечного освещения, ветраформа здания максимально сжатая, без выступов и сбросов, помещения с большими окнами на южной стороне, маленькие окна или их отсутствие на северной стороне, буферные тепловые зоны (теплицы, предбанники, солнечные окна);

-наружные ограждения, как стены, крыша, с хорошей термоизоляцией, герметичны, с минимальным количеством термических утечек; наружные окна и двери с высокой термической изолированностью и повышенной герметичностью.

Литература

1.https://ru.wikipedia.org/wiki/Астана

2.http://www.bazis.kz/our_objects/Emerald_quarter

3.http://wikimapia.org/1935299/ru/АЖК-Изумрудный-квартал

4.http://articlekz.com/article/9056

5.http://portal-energo.ru/

258

УДК624.15.69.059.7

Н.М. Фролов – студент; А.Н. Шихов – научный руководитель, доцент,

ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА, г. Пермь, Россия

ПРИМЕНЕНИЕ ВСТРОЕННЫХ СИСТЕМ (КУБ) ПРИ РЕКОНСТРУКЦИИ ЗДАНИЙ

Аннотация. Приведена технология реконструкции зданий с использованием встроенных систем (КУБ) .

Ключевые слова: здания, реконструкция система (КУБ).

Встроенная система безбалочного каркаса (КУБ) представляет собой каркасную систему, состоящую из 2-3 ярусных железобетонных колонн без выступающих частей и плитного перекрытия. Она отличается от традиционных сборномонолитных каркасных систем отсутствием ригелей, роль которых выполняют сборные плиты перекрытий, которые подразделяются на:

-надколонные;

-пролетные;

-рядовые.

Надколонные плиты, в свою очередь, могут быть симметричными для внутреннего ряда колонн и асимметричными (консольного типа) - для наружных рядов и торцевых элементов зданий. Каждая надколонная плита имеет квадратное отверстие с достаточно мощным металлическим «воротником», при замоноличивании которого с телом колонны образуется равнопрочный стык.

Основное преимущество системы»КУБ» заключается в возможности за счет изменения размеров рядовых или надколонных плит создавать пространственные ячейки широких типоразмеров. Отсутствие внутренних часто расположенных стен позволяет создавать объемы с гибкой планировкой помещений. Конструктивную систему безбалочного каркаса целесообразно применять при реконструкции жилых зданий прямоугольной формы плана, к которым относятся прежде всего жилые здания первых массовых типовых серий.

Применение в безбалочной каркасной системе отдельно стоящих фундаментов позволяет исключить работы по усилению наружных стен и их фундаментов, так как большинство эксплуатационных нагрузок воспринимается каркасом. Размещение встроенного каркаса производится таким образом, чтобы колонны находилось в простеночной части, а их высотные отметки соответствовали существующей высоте этажа.

Конструктивную систему безбалочного каркаса применяют при реконструкции зданий без надстройки и с надстройкой этажей (рис. 1).

При использовании первого варианта (без надстройки этажей) предусматривается следующая технологическая цепочка работ.

Сначала устраиваются фундаменты стаканного типа, в которые устанавливаются сборные железобетонные колонны каркаса. Для каркаса используются колонны высотой на 2-3 этажа с открытой арматурой в зоне стыка надколонных плит. Наращивание колонн по высоте осуществляется с использованием штепсельных или болтовых соединений, приведенных на рис.2.

259

Рисунок 1. Принципиальные схемы встроенной системы КУБ при реконструкции зданий без надстройки этажей с превращением

чердачной части в мансардный этаж (а) и с надстройкой трех полных этажей и двухэтажной мансардной надстройкой

1-фундаменты стаканного типа; 2 - монолитная фундаментная плита; 3 - подколенник; 4 - многоярусная колонна; 5 - надколонные плиты; 6 - рядовые

и межколонные плиты; 7 - наружная стена надстраиваемых этажей; 8 - то же, мансардных

Рисунок 2. Варианты «бессварных» стыковых соединений колонн:

а) - штепсельный стык; б) - болтовой с центральным анкером

При достижении прочности бетона стыка колонны с фундаментом не менее 70% от нормативной величины монтируются сборные надколонные плиты. Их выверка и временное крепление осуществляются с помощью механических домкратов, устанавливаемых на колоннах, и временных опорных стоек.

После выполнения сварочных работ и омоноличивания стыков надколонных плит осуществляется установка пролетных и рядовых плит. Их точность установки по горизонтали осуществляется применением временных опор, имеющих устройства для регулирования монтажного горизонта.

260