конструкции гражданских зданий

Индустриализация осуществляется двумя путями - предельной механизацией всех процессов на стройке (механизированное транспортирование бетонных смесей, применение многократно оборачиваемой инвентарной опалубки, заводских заготовок арматурных конструкций и т.п.) или вынесением большинства операций по изготовлению конструкций в заводские условия с максимальным сокращением объема работ на строительной площадке - полносборное строительство. В бывшем СССР, как и в большинстве стран Северной Европы, за основу был вполне обоснованно принят второй путь. Он обеспечивал проектные параметры конструкций (при их систематическом лабораторном заводском контроле), что трудно достижимо на строительной площадке (особенно зимой), резкое сокращение трудозатрат и сроков строительства при снижении его стоимости.

Индустриальное полносборное строительство стало высшей отметкой технического прогресса в капитальном домостроении второй половины XX века. При этом (под влиянием полносборного строительства) резко повысился уровень индустриальности традиционного строительства. Так, например, в кирпичных домах собственно традиционной осталась лишь ручная кладка стен. Все остальные конструкции - фундаменты, перекрытия, лестницы и пр. в кирпичных домах чаще всего монтируют из полносборных изделий заводского изготовления.

Ускоряя технологические процессы на стройке, снижая их трудоемкость и повышая качество конструкций, заводское домостроение накладывает определенные ограничения на архитектурно-планировочные решения. Возможность индустриального заводского производства базируется на ограничении и типизации величин геометрических параметров зданий: высот этажей, пролетов и шагов вертикальных несущих конструкций.

Типизация геометрических параметров основана на модульной координации размеров в строительстве: их кратности единому модулю - М (100 мм), но гораздо чаще - укрепленным модулям - ЗМ (300 мм), 6М (600 мм), 12М, 15М, ЗОМ, 60М. Чем крупнее модуль, заложенный в разработку проекта, тем меньше номенклатура изделий, необходимых для его воплощения, но тем больше "плата за унификацию" - увеличение объема

здания из-за необходимости увеличения размеров помещений, так как их габариты превышают функционально необходимый минимум из-за необходимости привязки к модулированным величинам.

Взаимное согласование функциональных и производственно-заводских требований к габаритам помещений проводится в соответствии с типами зданий. Для жилищного строительства в соответствии с мелкоячеистой объемно-планировочной структурой жилых домов наибольший экономический эффект дает ориентация на самый мелкий из укрупненных модулей - ЗМ (хотя имеются серии типовых проектов, ориентированные на укрупненный модуль 6М, и даже 12М).

Проектирование массовых общественных зданий ориентировано на применение укрупненных модулей 6М или 15М, а промышленных - на модули ЗОМ и 60М. Соответственно на эти модули ориентирована домостроительная промышленность и промышленность сборного железобетона.

Требования модульной координации размеров распространяются на проектирование зданий с различными конструкциями (кирпичными, сборно-монолитными и др.), так как в каждом из них в большем и меньшем объеме применяются сборные элементы.

Процесс типизации конструкций взаимосвязан с процессом типизации зданий или их фрагментов, но осуществляется на основе различных методов. Метод "открытой системы типизации" основан на принципе "детского конструктора" и подчинен только системе укрупненных модулированных основных конструктивных размеров зданий - высот этажей, пролетов и шагов несущих конструкций. Во взаимосвязи с этими основными габаритными размерами проектируют сборные изделия и разнообразные по функциональному назначению и объемно-планировочному решению здания.

Метод "закрытой" системы типизации построен принципиально иначе. Он базируется на разрезке запроектированного в модульной системе здания на сборные элементы. Естественно, он требует на порядок меньшей номенклатуры для сборных элементов, чем открытая система типизации, но пригоден лишь для "обратной сборки" первоначально расчлененного на сборные элементы здания. Закрытая система возникла во второй половине XX века при становлении домостроительной промышленности, как единственно возможная в тот период по объему номенклатуры изделий (60-80 типоразмеров) по сравнению с открытой, требовавшей номенклатуры в 600-1000 типоразмеров.

В последующие десятилетия предпринимались многочисленные попытки вывести панельное домостроение на открытую систему типизации, на которой базируются другие строительные полносборные системы, - каркасно-панельная, крупноблочная и др. Эти попытки базировались как на совершенствовании заводской технологии (введение элементов "гибкой технологии" производства изделий), так и на изменении принципов типизации самих зданий. Главным препятствием для внедрения полностью открытой системы типизации в жилищное строительство является принятый в нем принцип разрезки здания - на сборные элементы - "панель на комнату" в отличие от разрезки изделий размеров "на пролет", принятой в других видах полносборного домостроения. Разрезка "панель на комнату" чрезвычайно привлекательна в функциональном и технико-экономическом отношении: все поверхности стен и перекрытий решаются без видимых в интерьере стыков, что обеспечивает минимум трудозатрат на отделку. В то же время "разрезка на комнату" слишком тесно связана с планировкой, конструкциями и технологией: любые изменения планировки влекут за собой изменения размеров панелей и стальных форм для их изготовления и приводят к увеличению номенклатуры изделий.

Обеспечить свободу планировочных решений в панельном домостроении может лишь отказ от принципа "панель на комнату". Эффективность такогоподхода была доказана в начале восьмидесятых годов при создании по открытой систеке типизации серии панельных конструкций 1.090.1-1 "Сборные железобетонные конструкции межвидового применения для крупнопанельных общественных зданий и вспомогательных зданий промышленных предприятий с высотой этажа 3.0 и 3.3 м".

При сохранении в качестве ведущего принципа конструирования панельных зданий разрезки "на комнату" возможен и третий компромиссный путь типизации. Он не наносит такой ущерб эстетическим качествам, как чисто закрытый метод, уменьшает ограниченность функциональных решений зданий, и в то же время не требует такой чрезвычайно обширной номенклатуры, как открытая типизация.

Третий путь был выявлен путем анализа номенклатуры изделий при закрытом методе учеными Института строительной техники (бывшая Академия архитектуры СССР) еще в пятидесятые годы.Анализ показал, что номенклатура делится на много- и малотиражные изделия. Ее большая часть (преимущественно изделия для внутренних несущих конструкций) при варьировании объемно-планировочных решений остается почти стабильной: меняется лишь 10-15% ее состава (преимущественно фасадные изделия). Соответственно предлагалось высокомеханизированное производство стабильной части номенклатуры - многотиражных изделий, с вынесением производства изменяемых (малотиражных) на самостоятельные технологические линии. Последние должны быть оснащены необходимым технологическим оборудованием для гибкого изменения габаритов изделий и их отделки.

В начальный период становления домостроительной промышленности этот путь типизации реализовать не удалось. В 80-е годы, когда в стране сложилась мощная домостроительная промышленность, он стал вполне реалистичным. ЦНИИЭП жилища в этих целях были проведены дополнительные исследования и создана обширная всесторонняя комплексная архитектурно-конструктивно-технологическая проектная документация для перехода на гибкую систему панельного домостроения - ГСПД (рис.1). Однако, радикальные политические и экономические преобразования в стране затормозили внедрение ГСПД в практику.

Рис.1. Принципиальная схема констуктивных решений в гибкой системе панельного домостроения 10

Реальная практика проектирования домов массового строительства на протяжении последней четверти века базируется на компромиссном блок-секционном методе. При нем в качестве первичной единицы типизации служит не здание, а его законченный фрагмент - блок-секция. Оставаясь по существу "закрытым", блок-секционный метод позволяет достаточно успешно решать функциональные и композиционные задачи -обеспечивая разнообразный набор квартир, разнообразие застройки и форм составляющих ее зданий.

Типовое проектирование домов по блок-секционному методу осуществляется серийно в виде взаимоувязанного комплекта проектов домов - представителей серии и набора блок-секций для конкретного города или природно-климатического региона (табл.1). Дом-представитель - секционное здание простой формы, секции которого содержат квартиры, наиболее широко требуемые. Блок-секции дополняют набор квартир и служат средством получения при их блокировке сложных композиционных форм зданий -угловых (с тупым или прямым углом), П-, G-, Z-образной и др. формы в плане. Блок-секция представляет собой законченный фрагмент здания и состоит из одной-двух планировочных секций. Дом-представитель и блок секции одной серии имеют единую конструктивную систему. Разработка проектов серии базируется на требованиях гл. СНиП "Жилые здания". С 90-х годов наряду с общегосударственными нормативами получила развитие разработка местных территориальных норм проектирования. Базируясь на требованиях государственных норм, они позволяют более точно учесть особенности местных условий строительства. Такова, например, серия документов МГСН - Московских городских строительных норм.

Серия проектов домов-представителей и блок-секций при ее применении в условиях конкретного жилого образования обеспечивает рациональное расселение семей различного состава и архитектурно-композиционную целостность застройки. Проведенные ЦНИИЭП жилища исследования рационального ограничения набора блок-секций позволили определить минимально необходимый по градостроительным требованиям и по составу квартир набор блок-секций. В него вошли рядовые секции: широтные и меридиональные (с обычными квартирами и квартирами для малосемейных), торцевые (левая и правая), универсальная по условиям ориентации трехквартирная угловая. Ма-лоповторяемые блок-секции (поворотная под углом 135 и с проездом) могут быть заменены соответствующими блок-вставками (см. табл. 1). Для конкретных условий строительства минимальный набор серии дополняют разработанными на основе ее унифицированных конструктивно-планировочных параметров шумозащищенными секциями для застройки северной и южной сторон магистралей, рядовыми-торцевыми, для строительства на рельефе, проектами односекционных зданий и т.п.

Наряду с блок-секционной в панельном домостроении освоены и другие методики типизации, являющиеся дочерними модификациями блок-секционной. Так в Петербурге, на основе серии проектов 137 был опробован и внедрен в строительство с 70-х годов метод серийного проектирования на базе более мелких, чем блок-секции, элементов типизации - блок-квартир и лестнично-лифтовых блоков (ЛЛБ), свободно блокируемых в здания различной конфигурации, протяженности и этажности (рис.2, 3). Метод ориентирован на проектирование зданий секционного типа, и окончательная проектная продукция выпускается в виде серии проектов - блок-секций.

Аналогичная задача успешно решена и для Москвы Моспроектом - с созданием серии КОПЭ (конструктивно-объемно-планировочных элементов) и МНИИТЭПом в его

Таблица 1. Рационально ограниченный набор блок-секций 9-этажных домов

Градостроительный тнп

РяАо»ая (торцемя) широтная

с обычкымя кшйр-тирами

для малосемей*

Эскиз блок-секинн

роща

QBBEll

Углом я укнверсальная

Торц#мя леяая н правая

Эскиз и i

I астшсй

с проездом (для широтных и меридиональных домов

Пример I

1вввбП£1Е1Вве11

Поворотные (для широтных и меридиональных домов

Рядовая (торцевая) шу-мозащищеяная (со встроенными предприятиями обслужниания): в~для северной стороны магистрали; б- дли южной

Для строительства яа рельефе

Тоткый

Широтная

серии ОКФ - объемно-конструктивных фрагментов и блок-секций в 80-е годы. Серия ОКФ включает три разновидности узлов вертикальных коммуникаций - для безлифтовых зданий, с одним и двумя лифтами, с которыми свободно блокируются полу-блок-секции с квартирами различной структуры и комнатости (рис.4).

2. Индустриализация строительства и система каталогов унифицированных индустриальных изделий

Наряду с закрытой методикой типизации, охватившей своими модификациями панельное домостроение, в отечественной строительной индустрии успешно на протяжении десятилетий внедряется и открытая система, обеспечивающая проектирование и

Притр образования меридиональных бпок-сенимй.

бА0КС9Каии

ния блок-свниии

Рис.2. Формирование открытой блок-секции панельного здания на основе блок квартирного метода типизации (серия 137).

Фасаё по оси Л*

Фасад по оси .Л"

Toputiou фасаб

Л§$ые Варианты торцов и 6/I0H- С9кции

Правые варианты торцов

блонировни

84 7/г 6/1 Sn itn Zn 2л 1л План типово8о этама

Варианты блокировки In 7п Зп Sn бп 7п 8п

План f этажа

®

Рис.3. Примеры компоновки планов и фасадов на основе блок-секционного метода (ЛенЗНИИЭП серия 137).