Технология строительного производства

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)

В.И. ПАВЛЕНКО, С.Г. СТРАДАНЧЕНКО, А.А. ШУБИН

ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА Учебное пособие

Новочеркасск 2004

2 УДК 622.012.2.(076.5): 69.003 ББК 33.15 П.78

Рецензенты: д-р техн. наук Е. А. Колесниченко канд. техн. наук А. В. Чистяков

Павленко В.И., Страданченко С.Г., Шубин А.А. П 78 Технология строительного производства: Учеб. пособие. / Шахтинский институт ЮРГТУ. - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2004. – 199 с. ISBN – В работе изложены основные понятия и терминология, принятые в промышленном строительстве, представлены элементы проектирования объектов предприятий, а также приведены технология, организация и механизация строительства зданий и сооружений поверхностного комплекса. Содержатся примеры с решениями вопросов связанных с проектированием и технологией возведения зданий и сооружений на поверхности предприятий. Рекомендованы для студентов всех форм обучения специальности 080502 «Экономика и управление на предприятии (добывающей промышленности, строительства и промышленности строительных материалов)». Могут быть полезны при изучении строительных дисциплин во время повышения квалификации по данному профилю. УДК 622.012.2.(076.5): 69.003

ISBN –

© Шахтинский институт ЮРГТУ, 2004 © Павленко В.И., Страданченко С.Г., Шубин А.А., 2004

3 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ

5

Глава 1. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО СТРОИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКЕ ПРЕДПРИЯТИЯ

1.1. Выбор территории застройки 1.2. Генеральный план 1.3. Подготовка к строительству 1.4. Инженерно-технические коммуникации 1.5. Подъездные пути

6 6 7 11 14 20

Глава 2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ И ТЕХНОЛОГИИ ИХ ВОЗВЕДЕНИЯ

23 23 25

2.1. Классификация зданий и сооружений 2.2. Типизация и стандартизация в строительстве 2.3. Элементы конструкций промышленных и гражданских зданий 2.3.1. Основания и фундаменты 2.3.2. Стены и перегородки 2.3.3. Несущий каркас 2.3.4. Перекрытия, покрытия и полы 2.4. Классификация строительных работ и процессов

28 30 36 36 41 43

Глава 3. ЗЕМЛЯНЫЕ РАБОТЫ 3.1. Грунты и их строительные свойства 3.2. Способы разработки грунта 3.3.Особенности производства земляных работ в зимнее время 3.4. Определение объемов разрабатываемого грунта

49 49 53 61 65

Глава 4. КАМЕННЫЕ РАБОТЫ 4.1. Каменные материалы и строительные растворы 4.2 Способы каменной кладки 4.3. Особенности производства каменных работ в зимнее время

70 70 72 78

Глава 5. БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ РАБОТЫ 5.1. Опалубочные и арматурные работы 5.2. Возведение бетонных и железобетонных конструкций 5.3. Особенности производства работ в зимнее время

80 80 90 95

Глава 6. МОНТАЖ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ 6.1. Средства механизации монтажных работ 6.2. Способы монтажа

99 99 113

4 Глава 7. КРОВЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ 7.1. Устройство рулонных и мастичных кровель 7.2. Устройство кровель из штучных материалов 7.3. Особенности устройства кровель в зимнее время

125 125 130 136

Глава 8. ИЗОЛЯЦИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ 8.1. Материалы и оборудование для гидроизоляционной и антикоррозионной защиты 8.2. Устройство гидроизоляционных покрытий 8.3. Устройство тепло- и звукоизоляции

137 137 141 152

Глава 9. ОТДЕЛОЧНЫЕ РАБОТЫ 9.1. Остекление 9.2. Отделка штукатуркой 9.3. Облицовка наружных и внутренних поверхностей 9.4. Отделка малярными составами, обоями и пленками 9.5. Устройство полов

160 161 165 171 178 190

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

198

5

ВВЕДЕНИЕ

Решение вопросов строительства поверхностного комплекса промышленного предприятия связано с объективными трудностями, вызванными многообразием конструкций зданий и сооружений различного назначения. Поверхность практически любого предприятия характеризуется наличием таких сооружений, как: галереи, с несущими конструкциями из металла и железобетона; бункера, различающиеся по форме и конструктивному решению; склады, которые в зависимости от типа образующего механизма и рода хранимого материала бывают, скреперные, эстакадные, бульдозерные и т.п. Кроме того, на промышленных площадках возводятся различные сооружения: водонапорные башни, надшахтные копры, дымовые трубы и т.д., к возведению которых, как и других объектов можно приступать лишь после овладения арсеналом знаний, обеспечивающимся изучением вопросов проектирования поверхностного комплекса и технологии строительного производства. Технология строительного производства как учебная дисциплина представляет собой систематизированное изучение методов и средств выполнения производственных процессов на строительных площадках. Разнообразие условий, в которых выполняются строительные работы, так же как и многообразие проектируемых объектов требует от инженера в каждом конкретном случае находить: - оптимальный вариант, обеспечивающий высокое качество проектирования; - правильный выбор механизмов и оборудования для осуществления поставленной цели; - экономию материальных ресурсов; - минимальные сроки строительства с надлежащими технико - экономическими показателями строительных работ. При составлении пособия авторы попытались учесть эти требования путем комплексного рассмотрения основных составных частей строительного производства и разработки календарного плана строительства, с учетом нормативных показателей по процессам. Предложенный подход позволит выполнить самостоятельно, с привлечением соответствующих справочников, цикл расчетов и приобрести необходимые навыки в области проектирования технологии основных процессов при строительстве зданий и сооружений.

6

Глава 1. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО СТРОИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКЕ ПРЕДПРИЯТИЯ 1.1. Выбор территории застройки В соответствии с нормами проектирования площадка для строительства выбирается в процессе разработки технико-экономического обоснования (ТЭО), при этом учитываются требования, изложенные в «Основах земельного законодательства» и др. Некоторые из этих требований представлены ниже: - размещение наземных и подземных сооружений промышленной площадки должно обеспечивать наиболее эффективное использование сырьевых ресурсов; - размеры площадки под застройку должны определяться в соответствии с требованиями СНиП; -для размещения промплощадки используют малопродуктивные земли, а изымаемые участки из сельскохозяйственных и лесных угодий должны быть минимальными; - предусматривать в проектах затраты по снятию и хранению плодородного слоя почвы, на последующую рекультивацию, а также для возмещения убытков землепользователю, связанных с отчуждением земельного участка и потерями сельскохозяйственного производства и т. п. Местоположение площадки горнорудного предприятия, в первом приближении, определяется координатами вскрывающих выработок. При этом исходят из наиболее выгодных условий разработки шахтного поля с учетом местных условий (рельефа поверхности, характера грунтов, условий подведения железнодорожного пути и др.). При уточнении местоположения площадки пределы ее перемещения обычно сильно ограничены размерами шахтного поля по простиранию и падению и условиями разработки месторождения. Площадка для зданий и сооружения карьера располагается в соответствии со схемой вскрытия и направлением головного участка выездной траншеи. По сравнению с шахтами и рудниками территория других промышленных предприятий допускает больше вариантов ее размещения. При выборе промплощадки руководствуются следующими положениями: 1. Местоположение площадки должно быть увязано со схемой районной планировки с учетом приближения к существующим и строящимся объектам. 2. Размеры площадки должны назначаться минимальными с учетом рациональной плотности застройки и блокировки зданий. Конфигурация площадки должна допускать расположение зданий и сооружений в соответствии с ходом производственного процесса. 3. Расположение площадки должно обеспечить возможность расселения трудящихся невдалеке от предприятия.

7 4. Площадка должна иметь по возможности относительно ровную поверхность и небольшой уклон, обеспечивающий удобный отвод вод. Планировка поверхности не должна вызвать больших объемов земляных работ. 5. Грунты площадки должны допускать строительство зданий и сооружений без дорогостоящих оснований. Уровень грунтовых вод должен быть по возможности ниже глубины подвалов, тоннелей и др. Площадка не должна затопляться паводковыми водами. 6. Площадка должна иметь удобное присоединение к железнодорожной магистрали и к внешним автомобильным дорогам при минимальной протяженности путей и небольших затратах на искусственные сооружения. 7. Площадку следует располагать по возможности вне зоны подработки, например за выходами угольных пластов. Если это не представляется возможным и площадку приходится располагать над пластами угля, то ей придают такие размеры и форму, при которых необходимые охранные целики угля были бы минимальными. Нельзя располагать площадку на оползневых и закарстованных участках. 8. На территории Севера предпочтение следует отдавать площадке со скальными вечномерзлыми породами или талыми непросадочными грунтами.

1.2. Генеральный план Комплекс зданий и сооружений промышленного предприятия может быть сосредоточен на одной или на нескольких промышленных площадках. Кроме того, могут встречаться отдельные здания и сооружения, расположенные вне границ основных промышленных площадок. Все эти площадки и отдельно расположенные сооружения связываются между собой и с внешними объектами при помощи дорожных сетей и сетей инженерно-технических коммуникаций. Чертеж, на котором изображается план района размещения промышленных предприятий и входящих в его состав промышленных площадок, отдельных сооружений и связывающих их коммуникаций, называется ситуационным планом района. Чертеж, охватывающий участок размещения комплекса зданий и сооружений на одной промышленной площадке, называется генеральным планом этой площадки (рис. 1.1). В состав комплекса сооружений, располагаемых на промышленных площадках и отражаемых на генеральных планах, входят следующие группы: - основные производственные цехи; - вспомогательные цехи; - склады; - транспортные устройства; - энергетические устройства; - инженерно-технические устройства; - подсобные помещения; - объекты административно–хозяйственного назначения и бытового обслуживания;

8 - элементы благоустройства промышленной площадки.

Рис. 1.1. Генеральный план поверхности шахты по типовому проекту: 1–блок главного ствола; 2–блок вспомогательного ствола; 3–административно-бытовой комбинат; 4–здание вентиляторов; 5–резервуар и насосные станции; 6–электроподстанция; 7–резервуар технической воды; 8–крановая эстакада; 9–градирня; 10–склад; 11–стоянка для велосипедов; 12–ограждение из железобетонных секций; 13–живая изгородь

Основой для разработки генеральных планов промышленных площадок предприятий могут служить факторы и признаки, влияющие на решения проекта предприятия: - горно-геологическая характеристика рудного бассейна; - вид сырого продукта и выпускаемого товара (например, для горного предприятия – угли коксующиеся, энергетические, рядовые, обогащенные, концентрат, промпродукт, брикеты и т.п.); производственная мощность предприятия; - характер технологической схемы переработки сырья на поверхности: ручная или механизированная породоотборка; сортировка; схема обогащения или брикетирования; - тип погрузки: бункерная или безбункерная; - схемы взаимного расположения основных производственных цехов; - схемы и системы горизонтальной и вертикальной планировки.

9 Генеральные планы в зависимости от назначения и состава, входящих в них элементов подразделяются на: проектные; строительные; разбивочные и исполнительные. Проектные генеральные планы разбиваются на стадиях проектного задания и рабочих чертежей. При трехстадийном проектировании сложных объектов они также разбиваются и на стадии технического проекта. Для промышленных площадок крупных размеров, отличающихся сложностью компоновки плана и насыщенностью сетями инженерных коммуникаций, может потребоваться разработка на одной и той же стадии проектирования двух и более видов чертежей генеральных планов: а) основного генерального плана с нанесением всех зданий и сооружении на поверхности; б) планов подземных и воздушных коммуникаций; в) плана вертикальной планировки; г) плана безрельсовых дорог и водоотвода. Сосредоточение всех этих устройств на одном чертеже, с одной стороны, чрезмерно сгущает его детали и нарушает ясность и удобочитаемость цифровых данных и надписей. С другой стороны, наличие основного плана способствует взаимной увязке отдельных элементов и обеспечивает правильность и контроль размерных данных как между близко расположенными зданиями и сооружениями, так и в целом по всей площадке. Основные генеральные планы крупных промышленных площадок могут иметь опорную схему в масштабе 1:5000 или крупнее, при помощи которой производится разбивка плана на планшеты. Последние разрабатываются в масштабе 1: 500 и в сумме составляют основной генеральный план. Строительные генеральные планы разрабатываются на основе проектных генеральных планов и проектов организации строительства. Задачей строительного генерального плана является размещение постоянных и временных зданий и сооружений на площадке, предназначенной для застройки постоянными сооружениями, и на дополнительной площадке, примыкающей к первой и занимаемой под застройку временными сооружениями, потребность в которых возникает только на период строительства. На строительном генеральном плане отражается весь комплекс временных и вспомогательных сооружений, строительных дворов, складов, дорог, сетей временных водопроводов, электролиний, теплопроводов, а также указываются постоянные сооружения, используемые для нужд строительства. Разбивочные генеральные планы служат для перенесения проекта в натуру (на местность). Они составляются на основе проектного генерального плана и содержат данные геодезической подготовки к разбивке сооружений на местности. Материалы геодезической подготовки могут быть получены графическим, аналитическим, или графоаналитическим путем; осуществляется подго-

10 товка при помощи строительной сетки, чем достигается упрощение измерений и сохранение требуемой точности. Исполнительные генеральные планы служат для: а) отражения фактического положения застройки; б) проектирования достроек, расширения или перемещения сооружений в процессе эксплуатации; в) проектирования генерального плана реконструкции предприятия. Исполнительные генеральные планы составляются путем съемки осуществленных в натуре сооружений. В зависимости от объема, сложности и продолжительности строительства объекта, различают следующие исполнительные планы: а) оперативные, фиксирующие сооружения, возведенные на данный период и пополняемые по ходу строительства на определенные отчетные сроки или по мере окончания того или иного здания и сооружения; б) окончательные, составляемые по окончании строительства каждого объекта. Исполнительные оперативные генеральные планы для малых промышленных площадок не составляются. Исполнительный окончательный генеральный план составляется по всем объектам, законченным строительством, и является обязательным документом к акту комиссии по приемке предприятия в эксплуатацию. Все перечисленные виды генеральных планов могут быть общеплощадочными и пообъектными. Общеплощадочные генеральные планы охватывают весь комплекс зданий и сооружений промышленного предприятия, пообъектные - включают части промышленных площадок в пределах какого либо объекта (цеха, складской зоны, силовой станции предзаводской площадки, комбината подсобных предприятий и т.п.). При разработке генерального плана компоновка производственных зданий и сооружений поверхности, их взаимное расположение и транспортные связи рассматриваются в зависимости от принятой для предприятия технологии производственных процессов. Для генерального плана в целом производственные процессы составляют технологическую основу его разработки. Характер технологической схемы производства определяется в основном требованиями потребителя, т.е. кондициями, определяющими вид отправляемого продукта. Кроме того, следует также соблюдать определённые архитектурно – планировочные принципы застройки территории. Проектирование генерального плана должно начинаться с объединения, группировки отдельных цехов и сооружений в блоки (по признакам общности производственной характеристики и связей) и распределения территории промышленной площадки между ними, т. е. зонирование территории. Производственные здания группируются в соответствующей зоне по принципу единства производственного процесса с учётом санитарных и противопожарных требований, вида обслуживающего транспорта и однородности инженерного обслуживания. При рассмотрении функциональ-

11 ного зонирования территории выделяют следующие зоны: предзаводская, производственная, подсобная и складская. Предзаводскую зону образуют вспомогательные здания и сооружения общего назначения: административно–бытовые комбинаты (АБК), столовые, медпункты, пожарные депо, стоянки транспорта и т. п., располагаемые со стороны основных проходов и въёздов на промышленную площадку. Производственная зона включает объекты основного технологического комплекса. Подсобную зону составляют здания и сооружения, обслуживающие основное производство: - группа сооружений энергетического назначения (ТЭЦ, котельные, калориферные, вентиляторные, компрессорные, электроподстанции и т. п.), располагаемые по возможности ближе к основным потребителям и источникам топлива, электроэнергии и воды; - блоки сооружений водопровода и канализации (насосные станции, резервуары хозяйственно – питьевого и противопожарного назначения, градирни, отстойники и резервуары вод, бытовых стоков и т. п.); ремонтно-механические мастерские и т.п. Зона складского и транспортного хозяйства предприятия включает склады готовой продукции, материальные склады (например, крепёжных материалов, пункты погрузки и т. д.). Эта зона располагается вдоль подъездных транспортных путей – железнодорожных и автомобильных внутриплощадочных дорог. Такой приём планировки обеспечивает лучшее использование внутреннего транспорта, исключает пересечение грузопотоков; создаёт благоприятные санитарно – гигиенические условия труда, благодаря отделению чистой зоны от чёрной; улучшает схему укладки подземных инженерных коммуникаций (водопровода, канализации, кабельной сети, воздухопроводов и др.).

1.3. Подготовка к строительству Организацию строительного производства можно разбить на два основных периода: период подготовки строительного производства и период основных работ. Подготовка строительного производства должна быть проведена до начала основных строительно-монтажных работ. Она охватывает организационные мероприятия и работы подготовительного периода. Организационные мероприятия, осуществляемые в основном заказчиком, включают: - утверждение рабочего проекта со сметами (при проектировании в одну стадию) или проекта со сметными расчетами стоимости (при проектировании в две стадии); - определение генерального подрядчика и заключение с ним договора;

12 - разработку ППР в составе рабочего проекта (при проектировании в одну стадию) или в составе рабочей документации (при проектировании в две стадии); - определение источников поставок материальных ресурсов, получение фондов и размещение заказов на оборудование, изделия и материалы; - решение вопросов использования для нужд строительства существующих дорог и обеспечения энергетическими ресурсами от действующих источников и сетей; - отведение территории для строительства и получение разрешения на подготовительные работы; переселение лиц и организаций, расположенных на территории строительства. Организационные мероприятия выполняют до начала подготовительных работ на строительной площадке. Последовательность и способы производства строительно-монтажных работ на поверхности предприятия зависят от многих факторов. Особенное влияние имеют: 1. Объемы и конструктивные решения основных зданий и сооружений предприятия. Для новых предприятий, строящихся по типовым проектам, характерно объединение зданий в крупные блоки и конструктивное решение этих блоков в сборном железобетоне, что создает благоприятные условия для индустриальных методов производства работ. 2. Объемы капитальных работ. От них факторов в значительной степени зависит общая продолжительность строительства предприятий. 3. Степень промышленного освоения района, в котором закладывается предприятие. Этот фактор имеет решающее влияние на объемы и длительность подготовительных работ. В промышленно освоенном районе подведение железнодорожного пути к новостройке, устройство автомобильных дорог, обеспечение строительства энергией, жильем, снабжение строительными конструкциями и материалами и т. п. осуществляется несравнимо легче и проще, чем в районе со слабо развитой промышленностью. Из общего срока строительства предприятия выделяют подготовительный период, в течение которого выполняют комплекс работ, необходимых для обеспечения непрерывного и эффективного строительства. Работы подготовительного периода охватывают подготовку площадки к строительству. Состав и порядок работ подготовительного периода различен в зависимости от отрасли строительства, принятой технологии и местных условий. Эти работы включают внеплощадочные и внутриплощадочные работы. В состав внеплощадочных работ входят строительство материальнотехнической базы (карьерного хозяйства, предприятий по выпуску материалов и изделий, автотранспортных хозяйств, бетонорастворных узлов, общеплощадочных складов и др.), обеспечение строителей временной жилой площадью, устройство подъездных автомобильных и железнодорожных путей к строи-

13 тельной площадке, подсоединение и прокладка сетей энерго-, водо- и газоснабжения и др. В состав внутриплощадочных работ входят работы, связанные с освоением строительной площадки и обеспечивающие нормальное начало и развитие основного периода строительства: - создание заказчиком опорной геодезической сети; - освоение строительной площадки – расчистка территории, снос строений и др.; - инженерная подготовка площадки – планировка территории с устройством организованного стока поверхностных вод; - устройство постоянных или временных дорог, перенос существующих сетей и устройство новых для снабжения строительства водой и энергией, включая сооружение постоянных или временных источников; - устройство временных сооружений, а также отдельных основных объектов, предусмотренных для нужд строительства; - создание общеплощадочного складского хозяйства и площадок укрупнительной сборки конструкций и оборудования; - устройство средств связи. Продолжительность подготовительного периода в каждом отдельном случае устанавливается проектом организации работ, но она не должна превышать 25% времени в общей нормативной продолжительности строительства предприятия. Особенностью шахтного строительства является совмещение во времени и на одной площадке строительных и горнопроходческих работ. Взаимная увязка и принятая последовательность их выполнения играют важнейшую роль в организации строительства и в большинстве случаев могут оказать решающее влияние на сроки строительства шахты. Проходка шахтных стволов осуществляется либо с использованием постоянного горнотехнического оборудования, а также постоянных зданий и сооружений строящегося предприятия, либо с применением специальных проходческих копров и временного комплекса проходческих сборно-разборных зданий и сооружений. В соответствии с принятым методом проходки стволов в число работ подготовительного периода включается строительство необходимого комплекса постоянных и временных объектов горнопроходческого назначения. Важнейшей составной частью проекта организации строительства и проектов производства работ является стройгенплан, представляющий собой генеральный план площадки строящегося предприятия, на котором наряду со строящимися постоянными зданиями и сооружениями нанесены все временные объекты — механизированные установки, склады, инженерные коммуникации и прочие устройства по состоянию на определенный период строительства. Временные здания и сооружения размещаются так, чтобы не мешать строительству постоянных объектов, проезду транспорта, доставке конструк-

14 ций, работе строительных машин. Склады строительных конструкций, материалов и деталей располагаются вдоль подъездных железнодорожных путей, и иметь удобную автотранспортную связь со строительными объектами. На приобъектных складах и площадках предусматриваются необходимые приспособления для складирования и укрупнительной сборки конструкций (стеллажи, кассетные боксы и т. д.). Дороги обеспечивают возможность проезда автомашин и строительного оборудования в любое время года при всякой погоде. В связи с этим временные автодороги, которые устраивают в развитие сети постоянных дорог предприятия, должны иметь надлежащее покрытие; наиболее рациональным является применение для временных дорог покрытий из инвентарных сборных железобетонных плит. В строительстве в настоящее время стремятся максимально использовать постоянные здания и сооружения для целей строительства. Наряду с этим в большей или меньшей степени применяют и временные здания. Конструктивный характер временных зданий непрерывно совершенствуется; вместо деревянных каркасно-засыпных, шлакоблочных и других зданий обычного типа используют сборно-разборные и мобильные здания, сооружения и устройства. После монтажа временных зданий приступают к работам нулевого цикла – комплексу строительных и монтажных работ, выполняемых ниже условной нулевой отметки поверхности. Современное выполнение работ нулевого цикла в подготовительный период создает основу как для успешного возведения зданий и сооружений на поверхности, так и для сооружения подземных коммуникаций. В состав работ нулевого цикла входит: срезка и вывозка грунта, вертикальная планировка, сооружение траншей и укладка инженерных сетей, сооружение постоянных и временных автомобильных и железных дорог, разработка котлованов под здания и сооружения, сооружение фундаментов и подземных каналов, проходка и крепление устьев стволов шахт.

1.4. Инженерно-технические коммуникации Для осуществления нормальной эксплуатации промышленных предприятий сооружаются инженерно-технических коммуникации, обеспечивающие подачу воды, пара, тепла, газа, электроэнергии и т. п., а также сети для отвода с территории площадки атмосферных и загрязненных сточных вод (бытовых и производственных). Размещение инженерно-технических коммуникаций в плане и вертикальной плоскости зависит от их назначения и конструктивных особенностей; различают подземные, наземные и воздушные (надземные) сети. Сети инженерно-технических коммуникаций представляют собой сложное хозяйство, схема которого решается в процессе проектирования генерального плана промышленного предприятия с учетом их расположения относительно производственных зданий и сооружений, типа прокладки и взаимного влияния различных коммуникаций между собой.

15 Порядок размещения инженерно-технических коммуникаций в плане (рис. 1.2), считая от красной линии застройки по направлению к оси проезда, следующий: кабели слабого тока; кабели линий связи; кабельные сети электропередач; теплопроводы и воздухопроводы; газопроводы; водопроводы; канализация; водосток.

Рис. 1.2. Схемы размещения подземных коммуникаций под проезжей частью дороги (все размеры даны в метрах): а — без прокладки; б — с прокладкой; / — линия обреза фундамента; 2, 10 — кабель слабого тока; 3 — телефонный кабель; 4 — газопровод среднего давления; 5 — хозяйственнобытовая канализация; 6—питьевой водопровод; 7 — ливнестоки; 8 — производственный водопровод; 9 — теплопроводы и воздуховоды

Размещение подземных сетей по отношению к зданиям, сооружениям, зеленым насаждениям и их взаимное расположение должны исключать возможность подмыва фундаментов, повреждения соседних сетей и зеленых насаждений и обеспечивать проведение ремонта сетей без затруднения движения транспорта. Расстояние в плане от подземных сетей при их траншейной прокладке до зданий, сооружений и зеленых насаждений следует принимать по табл. 1.1. Расстояния в плане между подземными сетями при параллельной прокладке принимаются по табл. 1.2. Система водоснабжения зависит от назначения водопровода, характера водопотребления, качества воды, напора в сети, местоположения источника водоснабжения по отношению к предприятию – потребителю. При этом могут быть следующие системы водоснабжения: - раздельная – с самостоятельной водопроводной сетью для каждого вида потребителя (применяется в редких случаях); - комбинированная – с объединением хозяйственно-питьевого и противопожарного водопровода с оставлением производственного водопровода самостоятельным; объединенная – применяется на предприятиях средней и малой мощности некоторых отраслей промышленности, с совмещением всех видов водопровода.

16 Таблица 1.1 Минимальные расстояния в плане подземных сетей от зданий, сооружений, дорог и зеленых насаждений ( м ) Сооружения и устройства Зеленые Опоры ЛЭП, Автомобильные Наименование подземных седороги столбы наружЖелез- насаждения Линия тей ного освеще- Бордюрная Кусзданий Бровка Дерения, контактной ный дорога таркювета вья сети и связи камень ники Водопроводы : разводящие 5 1,5 1,5 1 4 1,5 – магистральные -более 400 мм 6-10 3 1,5 1 4 1,5 Канализация и водостоки 2,5 3 1,5 1 4 1,5 – Дренажи 3 1,5 1,5 1 3 1,5 – Теплопроводы 2 1,5 1,5 1 4 2 1 Газопроводы: низкого давления 2 0,5 1,5 1 4 2 2 среднего давления < 0,3 МПа 5 1,5 1,5 1 4 2 2 высокого давл., 0,3-0,6 МПа 9 1,5 2,5 2 5 2 2 то же, 0,6-1,2 МПа 15 2 2,5 2 5 Газопроводы надземные 5 – 1,5 1,5 4 Трубопроводы горючих 3 1,5 – – 4 1,5 1 жидкостей Силовые кабели до 35 кв 0,5 0,5 1 1 4 2 0,5

Для производственного водопровода могут быть применены следующие схемы подачи воды: прямоточная; оборотная без охлаждения, но с отстаиванием охлажденной воды; смешанная – прямоточная с частичным оборотом. Таблица 1.2 Минимальные расстояния в плане между подземными сетями при параллельной прокладке Наименование подземных сетей Водопроводы : Разводящие сети < 200 мм то же, более 200 мм Канализация напорная Канализация безнапорная Газопроводы: низкого давления среднего давления до 0,3 МПа высокого давления, 0,3-0,6 МПа то же, 0,6-1,2 МПа Силовые кабели до 35 кв

Водопровод

Расстояние до сетей Канали- Теплопро- Газозация вод провод

Кабели связи

1 1 3 1,5

1,5 3 5 3

1,5 1,5 1 1

1-2 1-2 1-2 1-2

1 2 1 1

1 1,5 2 5 0,5

1 1,5 2 5 0,5

2 2 2 4 2

1

1 1 6-10 6-10 0,5

17 На промышленных предприятиях, являющихся крупными потребителями воды, как правило, устраиваются оборотные (циркуляционные) системы производственного водоснабжения (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Оборотная схема производственного водоснабжения: / — насосная установка; 2 — охладитель; 3 трубопроводы; 6 — водоприемник; 7 — насосная станция; 8 — напорный трубопровод

Прямоточную систему (рис. 1.4) применяют при наличии в близи мощного открытого источника водоснабжения, не требующего сложных и дорогостоящих гидротехнических сооружений, и соответствующем качестве сбрасываемой воды, не вызывающем загрязнение водоема. Во всех возможных случаях рекомендуется повторное и многократное использование отработанной воды. Рис. 1.4. Прямоточная схема хозяйственно-питьевого водоснабжения: / — водозабор; 2 — насосная установка первого подъема; 3 — очистные сооружения; 4 — резервуары; 5 — насосная установка второго подъема; 6 — трубопровод; 7 — разводящая сеть; 8 — водонапорная башня

18 Системы канализации зависят от характера стоков, их количества и метода очистки, рельефа промышленной площадки и места расположения очистных сооружений по отношению к предприятию. Применяются следующие схемы канализации: полная раздельная – при которой для каждого вида стоков устраивается самостоятельный комплекс сооружений канализации: сеть трубопроводов, насосные станции, очистные сооружения; хозяйственно-бытовые воды отводятся отдельными трубопроводами; ливневые и производственные стоки отводятся общими или отдельными трубопроводами; комбинированная – группирующая отдельные виды стоков по характеру загрязнений и методам их совместной очистки; общесплавная – отводящая все виды стоков одной общей сетью. Направление сброса сточных вод с территории промышленной площадки определяется рельефом района предприятия, местом, выбранным для очистных сооружений, и местом выпуска очищенных вод в водоприемник. Схема канализации промышленного предприятия и поселка приведена на рис 1.5.

Рис. 1.5. Схема канализации промышленного предприятия и поселка: / — хозяйственные и грязные производственные воды; 2 — атмосферные и очищенные производственные воды; 3 — грязные производственные воды

Система теплоснабжения и тип теплоносителя устанавливается в зависимости от потребности в тепле, производственных требований, режима потребления и источника снабжения теплом. В качестве теплоносителя может служить пар или горячая вода с различной температурой. В зависимости от этого, а также о назначения расхода тепла устанавливается количество труб теплопроводов, а именно:

19 а) при паре применяется двухтрубная сеть, состоящая из паропровода и конденсатопровода; б) при воде – двухтрубная и трехтрубная сеть (два трубопровода подающие и один обратный); в) при использовании в качестве теплоносителя одновременно пара и воды – четырехтрубная сеть, состоящая из паропровода, конденсатопровода, подающего и обратного трубопроводов горячей воды. Схемы тепловых сетей проектируются двух видов: тупиковая и кольцевая, последняя лишь в особых случаях, определяемых высокими требованиями к бесперебойности рабочей сети. Системой электроснабжения называется комплекс устройств, служащих для производства, передачи и распределения электрической энергии; системы электроснабжения подразделяются на внешнюю и внутреннюю. В систему внешнего электроснабжения входят источники электроэнергии и линии электропередачи, в систему внутреннего электроснабжения – главные понизительные подстанции предприятия и распределительная высоковольтная сеть с распределительными пунктами и понизительными подстанциями. Передача электроэнергии потребителям производиться по воздушным или кабельным линиям. На территории промышленных предприятий кабельные линии можно прокладывать в траншеях, туннелях и блоках, используя для этого части улиц и площадок, свободные от движения автомобильного транспорта (тротуары, дорожки, газоны и т.п.). Способы прокладок кабельных линий приведены в табл. 1.3. Таблица 1.3 Способы прокладок кабельных линий на промышленных площадках Местоположение кабельных линий Под непроезжей частью улиц, по дворам и внутри кварталов По улицам и проездам, насыщенными подземными коммуникациями При пересечении улиц и проездов

В траншеях

В каналах и коллекторах

В туннелях

В бетонных блоках и трубах

+

-

-

-

-

+

+

+

-

-

-

+

При укладке кабельных линий напряжением 35 кв и ниже непосредственно в земле их следует заглублять на 0,7м, а при пересечении улиц и площадей – на 2м. Меньшее заглубление кабелей допускается лишь в местах пересечений с подземными сооружениями и при обходе их. Параллельная прокладка кабелей над и под трубопроводами в вертикальной плоскости не разрешается, а на участках пересечений допускается выше теплопровода.

20

1.5. Подъездные пути Промышленный транспорт обеспечивает внешние и внутризаводские перевозки грузов промышленных предприятий. Он является большим сложным хозяйством, в состав которого входят железнодорожный, автомобильный, трубопроводный, конвейерный, канатно-подвесной и другие виды транспорта, а также склады и погрузочно-разгрузочные машины. Затраты на промышленный транспорт составляют, например, в горной промышленности до 50% себестоимости продукции. Автомобильный транспорт является основным видом безрельсового транспорта и имеет широкое распространение при строительстве предприятий. Внутризаводские автомобильные дороги проектируются в соответствии с главой СНиП 2.05.02 - 85 и в зависимости от характера и объёма перевозок подразделяются на: магистральные, объединяющие внутризаводские дороги в общую систему; производственные – для перевозки грузов основного производства между цехами и проезды и подъезды, обеспечивающие проезд пожарных машин и перевозку вспомогательных грузов. Продольные уклоны внутриплощадочных автодорог назначают, как правило, не более 30о/оо, а радиусы кривых в плане от 20 до 12,5 м. Ширина проезжей части для магистральных дорог принимается обычно 7м, для производственных дорог и проездов – 6.0 – 4.5 м с обочинами шириной 1.5м. Существует два основных типа поперечного профиля дорог – с обочинами и с бортами (бордюрным камнем). Выбор профиля определяется назначением дороги и вертикальной планировкой территории. Дорожная одежда обычно состоит из: - подстилающего слоя – песок, щебень, песчано-гравийная смесь, выполняющего функции морозозащитного; - дренирующего и выравнивающего слоёв; - основания – щебень, гравийные смеси с пропиткой вяжущими, цементогрунт и т. п. – несущей части дорожной одежды, передающей и распределяющий нагрузку на полотно; - дорожного покрытия. По эксплуатационным и технико-экономическим показателям дорожные покрытия (рис. 1.6) разделены на три части: усовершенствованные (капитальные и облегчённые), переходные и низшие. К усовершенствованным капитальным относятся монолитные цементо – и асфальтобетонные покрытия из сборных железобетонных плит на основании из щебня, песка, гравия, шлака. В качестве усовершенствованных материалов рассматривают покрытия из гравийных или щебёночных материалов, обработанных вяжущими. Переходными являются щебёночные, шлаковые и гравийные насыпные покрытия, грунтовые, обработанные вяжущими, а также сборные железобетонные колейные покрытия. Низшими дорожными покрытиями являются уплотнённые грунты.

21

Рис. 1.6. Конструкции дорожных покрытий промышленных автодорог: а- поверхностная обработка; б- смешиание материалов на дороге; в- пропитка; г- смешивание материалов в установке; 1- битумный слой; 2- щебень; 3- черный щебень; 4- черный гравий; 5- пропитка; 6- подстилающий слой

Наиболее индустриальными и качественными являются конструкции дорожных покрытий из сборных железобетонных крупнопанельных плит типа ПДГ (плита дорожная гладкая) и ПАГ (плита авиационная гладкая), укладываемых на подстилающий слой песка с последующей сваркой соседних плит и разделкой швов цементным раствором и битумной мастикой. Усовершенствованные типы покрытий применяют на основных магистралях площадки, на всех остальных внутризаводских дорогах – облегчённые усовершенствованные типы. Железнодорожный транспорт имеет наибольшее распространение на предприятиях тяжёлой индустрии. Это определяется, прежде всего, высокой пропускной способностью и грузоподъёмностью рельсового транспорта по сравнению с автотранспортом, хотя он значительно дороже и существенно увеличивает размеры промплощадок. Подъездной путь должен ежесуточно пропускать от шахты груженые поезда в количестве соответствующем суточной производительности, и обеспечивать соответствующее число порожних маршрутов. Например, производительностью 3.6 млн. т/год угля это составляет 12 тыс. т/сутки угля, то есть около 200 вагонов. Железнодорожный транспорт может иметь широкую – 1524 мм или узкую – 750 мм колею. Внутренние железнодорожные пути колеи 1524 мм с тепловозной или электровозной тягой проектируются в соответствии с главой СНиП II.05.07.-85. В зависимости от требований, предъявляемых к плану и продольному профилю, железнодорожные пути промышленных предприятий на три категории. К первой категории относятся пути с обращением маршрутных поездов железных дорог общей сети при расчетном грузообороте нетто в грузовом направлении более 2 млн. т/год и скорости движения 40 – 65 км/час. Ко второй категории относятся пути с аналогичным движением при скорости 25 – 40 км/час и грузооборот до 2 млн./ год, а также все основные пути независимо от грузооборота. К третьей категории относятся пути с маневровым характером движения при скорости менее 20 км/час.

22 Сложность и высокая стоимость железнодорожного транспорта, в частности, обусловлены небольшой величиной так называемых руководящих уклонов пути и значительными радиусами их закругления. Величина руководящего уклона (наибольшего подъема, при котором обеспечивается расчетная длина тяги скорость движения), как правило, не должна превышать 30% или 0,03, а наименьшие радиусы кривых участков пути составляют 250 – 500 мм в зависимости от категории дороги. В трудных условиях допускается принимать радиусы кривизны 150 – 250м. При проектировании внутренних подъездных железнодорожных путей необходимо для обеспечения безопасности движения соблюдать габариты строений, т.е. очертание, внутри которого не могут находиться никакие части строений и устройств, расположенных вдоль пути. Для дорог колеи 1524 мм наименьшее расстояние от оси пути до наружной грани зданий установлено 3.1м при отсутствии выходов из здания и 6,0 м при их наличии. Земляное полотно подъездных железнодорожных путей (рис. 1.7) проектируют, как правило, с открытым балластным слоем. Внутризаводские пути для обеспечения требований благоустройства промышленной площадки обычно укладывают на полотне с закрытым балластным слоем.

Рис. 1.7. Поперечные профили земляного полотна: а- насыпь с резервами; б- выемка глубиной более 2 м без кавальеров; 1- резерв; 2- берма; 3- нагорная канава; 4- банкет; 5- кювет

Мощность верхнего строения путей устанавливается в зависимости от грузонапряжённости, скорости движения и нагрузок от подвижного состава. Типы верхнего строения характеризуются числом шпал, деревянных или железобетонных, на 1 км (1440 – 1600 шт/км), типом рельса (Р-38, Р-43, где цифры указывают массу рельса в кг на 1 м длины) и толщиной балластного слоя из щебня или гравия под шпалой (35-25 см).

23

Глава 2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ И ТЕХНОЛОГИИ ИХ ВОЗВЕДЕНИЯ 2.1. Классификация зданий и сооружений, Строительное производство слагается из процессов, конечным результатом выполнения которых является строительная продукция, под которой следует подразумевать как отдельные части строящихся и реконструируемых объектов, так и законченные здания и сооружения. Строительная продукция включает в себя введенные в эксплуатацию промышленные предприятия и цехи, жилые дома, здания общественного назначения и другие, вновь построенные и реконструированные объекты. Строительную продукцию характеризует ряд особенностей: - стационарность — в процессе возведения зданий и сооружений большинство рабочих и орудий труда перемещаются, а сами здания и сооружения неподвижны; - крупноразмерность и массоемкость — возводимые здания и сооружения имеют, как правило, значительные габариты и массу; - многообразие — возводимые здания и сооружения различаются по производственным и эксплуатационным характеристикам, форме, размерам и внешнему облику, расположением по отношению к дневной поверхности земли и др.; - разнообразие предметов труда — при возведении зданий и сооружений применяют самые различные материалы, полуфабрикаты, детали и изделия; - различные природно-климатические условия — здания и сооружения возводят в различных геологических, гидрологических и климатических условиях. Эти особенности требуют в каждом конкретном случае установления технологически правильных и эффективных методов выполнения строительных процессов, их организационных форм и взаимоувязки в пространстве и времени, которые должны обеспечить качество и экономичность строительной продукции. В основу принятой СНиП 09.02—85 классификации зданий и сооружений положено деление их на классы по уровню качественных требований, предъявляемых к капитальности и эксплуатационным свойствам объекта. К первому классу относятся здания и сооружения, удовлетворяющие повышенным качественным требованиям, ко второму — удовлетворяющие средним качественным требованиям, к третьему — удовлетворяющие средним пониженным требованиям, и к четвертому — удовлетворяющие минимальным качественным требованиям. Для отдельных объектов могут устанавливаться разные классы зданий и сооружений в зависимости от их значения в общем комплексе, причем к повышенному классу относят те объекты, прекращение работы на которых в случае

24 аварии существенно нарушает работу предприятия в целом. Класс зданий и сооружений устанавливается обычно организацией, выдающей задание на проектирование. Большинство зданий и сооружений поверхности предприятий (надшахтные здания, копры, здания подъемных машин, вентиляторов, компрессоров и др.) относится ко второму и третьему классу. Капитальность зданий и сооружений характеризуется долговечностью их конструктивных элементов в условиях эксплуатации и в значительной степени их огнестойкостью. Долговечность конструкции определяется сроком службы, в течение которого конструкции не теряют необходимых эксплуатационных качеств. Установлены три степени долговечности: - I степень — с повышенным сроком службы (более 100 лет); - II степень — со средним сроком службы (от 50 до 100 лет); - III степень — с пониженным сроком службы (от 20 до 50 лет). Долговечность конструкций обеспечивается применением строительных материалов надлежащей стойкости против разрушающих воздействий среды (морозостойкость, влагостойкость, биостойкость, стойкость против коррозии) и соответствующей их защитой (покраска, пропитка). Степень огнестойкости зданий и сооружений зависит от возгораемости материалов, из которых выполнены конструкции. Материалы подразделяются на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые. Строительные конструкции зданий и сооружений по возгораемости классифицируются в соответствии с материалами, из которых они изготовлены. При этом к числу трудносгораемых относятся такие конструкции из сгораемых материалов, которые надежно защищены несгораемой облицовкой. Эксплуатационные качества зданий характеризуются составом помещений, нормами площадей и объемов, внутренней отделкой и техническим оборудованием. Эксплуатационные качества сооружений определяются в основном удобствами эксплуатации (пропускная способность, техническая оснащенность и т. п.). Независимо от класса, промышленные здания и сооружения должны удовлетворять следующим требованиям: ª функциональным или технологическим, т. е. здание (сооружение) должно быть удобным для труда, отдыха и осуществления тех процессов, для которых оно предназначено; ª техническим — быть прочным и долговечным; ª архитектурно-художественным, т. е. иметь привлекательный внешний вид; ª экономическим, характеризующимся минимальными капитальными затратами и эксплуатационными расходами.

25

2.2. Типизация и стандартизация в строительстве Важнейшим условием организации производства конструкций и деталей является их максимальная унификация по типам и размерам. В результате унификации конструкций достигаются резкое сокращение числа применяемых типоразмеров изделий и, что очень важно, их взаимозаменяемость. Это обеспечивает возможность перехода от выполнения заводами индивидуальных заказов по отдельным проектам к массовому выпуску товарных изделий; специализации заводов на ограниченном сортаменте стандартной продукции. Унификация типов сборных конструкций осуществляется на основе систематического отбора лучших образцов, создаваемых на стройках, в проектных и научно-исследовательских организациях. К сборным конструкциям массового применения предъявляются строгие требования в отношении: технологичности и экономичности их заводского изготовления; транспортабельности; наиболее полного соответствия индустриальным методам производства работ. Каждая новая конструкция проходит предварительные испытания. Унификация размеров сборных конструкций осуществляется на основе действующей в строительстве единой модульной системы. Модульная система — это совокупность правил взаимной увязки размеров объемно-планировочных и конструктивных элементов зданий и сооружений, размеров строительных изделий и оборудования на базе установленного модуля. Модуль — условная единица для измерения и координации размеров зданий, сооружений и строительных элементов. К объемно-планировочным элементам относятся шаг, пролет и высота здания. Шаг — расстояние между разбивочными осями, разделяющими здания на планировочные элементы; расстояние между рядами колонн, между стенами и т. п. В зависимости от направления шаг может быть продольным или поперечным. Пролет — расстояние между осями несущих стен или колонн в направлении, соответствующем пролету основной несущей конструкции перекрытия. Конструктивный элемент — отдельная самостоятельная часть здания или сооружения: перекрытые, лестничный марш, заполнение проема (оконного и дверного) и др. Величина основного модуля, принятого для координации размеров перечисленных элементов зданий и сооружений, принимается 100 мм и обозначается буквой М. Кроме основного модуля, применяются производные, которые получаются умножением основного модуля на целые или дробные коэффициенты. Укрупненные модули: 60М, 30М, 15М, 12М, 6М и другие; дробные модули: 1/2М, 1/5М, 1/10М и др. Продольные и поперечные шаги зданий и соответствующие им размеры плит, балок, ферм рекомендуются принимать кратными производным модуля

26 60М, 30М, а в жилых зданиях 12М. Высота этажей зданий и соответственно высота стен и колонн одноэтажных зданий, высота проемов принимаются кратными производным модулям 12М, 6М, ЗМ. Основной модуль М и дробные модули 1/2М и 1/5М применяются для выбора размеров таких конструктивных элементов, как сечение колонн, балок и др. Единая модульная система (ЕМС) является обязательной для применения при проектировании и строительстве зданий и сооружений, при конструировании и изготовлении строительных изделий и конструктивных элементов зданий и сооружений, при разработке норм, технических условий и основных положений по унификации конструкций зданий и сооружений. При проектировании и строительстве приняты такие понятия размеров, как номинальный, конструктивный, натуральный. Номинальный размер Lн означает проектное расстояние между условными осями здания (рис. 2.1). Рис. 2.1. Проектные размеры строительного элемента

Конструктивный размер Lк — это проектный размер изделия, отличающийся от номинального на величину конструктивного зазора δ. Номинальный размер — это фактический размер изделия, отличающийся от конструктивного на величину допуска. Номинальные размеры должны быть кратны модулю М, т. е. Lн = k ⋅ M где k — целое число. Конструктивный размер Lк = Lн - δ = k ⋅ M – δ. При проектировании на планах зданий наносят разбивочные оси — линии во взаимно перпендикулярных плоскостях. В продольном направлении оси принято обозначать цифрами, в поперечном — буквами (рис. 2.2). Вынесение осей на местность называется разбивкой здания. К разбивочным осям привязываются элементы и конструкции здания. В отдельных случаях при невозможности полной взаимоувязки размеров конструктивных элементов зданий и сооружений и выпускаемых промышленностью изделий приходится прибегать к применению в проекте так называемых доборных (сопрягающих) элементов, которые обычно изготовляются на месте работ. Размеры, масса и прочность изделий, допуски, расчетные нагрузки и методы испытания регламентируются государственными стандартами (ГОСТ), утверждаемыми по мере освоения и всесторонней опытной проверки унифицированных конструкций в условиях строительства и эксплуатации зданий и после тщательной отработки технологии их заводского изготовления.

27

Рис.2.2. Схема привязки конструкций к разбивочным осям: а—несущих стен; б— колонн

Процесс стандартизации конструкций протекает значительно медленнее, чем их первичный отбор и унификация; в связи с этим только часть применяемых в строительстве сборных конструкций стандартизирована. В настоящее время имеются стандарты на железобетонные и армопенобетонные плиты покрытий производственных зданий, на лестничные марши и ступени, на перемычки и др. Важным звеном в общей системе мероприятия по унификации строительных конструкций является унификация планировочных и конструктивных решений зданий и сооружений. Некоторые общеобязательные для проектных организаций правила и нормативы в этой области говорят о том, что: - здания должны иметь в плане простую форму. Конструктивные схемы одноэтажных зданий следует решать, как правило, в виде рам, состоящих из защемленных внизу колонн и шарнирно связанных с ними ригелей, ферм или балок. Каркасы многоэтажных зданий решаются в виде рамно-связевых систем с передачей ветровых и других горизонтальных нагрузок на связи или пилоны (например, лестничные клетки); - в одноэтажных зданиях величина пролетов в осях до 18 м должна быть кратной 3 м, более 18 м — кратной 6 м. Шаг колонн в продольном направлении должен быть кратным 6 м. В многоэтажных зданиях величина пролетов в осях равна 6 м. Общую ширину здания рекомендуется принимать 18, 24, 36 м; - высота помещений в одноэтажных зданиях без мостовых кранов и с кранами при отметке подкранового рельса до 8 м устанавливается кратной 1 м, при отметке рельса более 8м — кратной 2 м; - в пределах одного здания высоту помещений следует принимать одного или двух размеров, не считая подвала, а в целом при решении объемнопланировочных задач необходимо ориентироваться на минимальное число размеров пролетов и высот помещений. Завершающим этапом в процессе унификации проектных решений является создание типовых проектов зданий и сооружений производственного, жилищного и культурно-бытового назначения.

28 В типовых проектах предусматриваются унифицированные объемнопланировочные схемы и наиболее прогрессивные технические решения, обеспечивающие достижение высоких технико-экономических показателей при строительстве и эксплуатации объектов. Типизация проектов шахтной поверхности имеет свои особенности. В блоках зданий шахтных стволов и обогатительных фабрик объединяются целые комплексы производственных помещений (технологических секций), набор которых для различных шахт, как правило, остается неизменным. В то же время планировочные параметры секций меняются в зависимости от применяемого на шахте технологического оборудования (типа подъемной машины, числа и типов котлов, компрессоров и т. д.). Поэтому единые типовые планы зданий не установлены. Основой типизации проекта в данном случае является создание типовых габаритных схем отдельных технологических секций. При расчете размеров зданий из унифицированных строительных элементов, следует руководствоваться положениями [1, 2, 3], учитывающими градацию (разность между смежными размерами ряда установленных величин) и установленные модули ряда смежных величин. Пример №1. Определить минимальную высоту здания насосной станции, если известно, что высота принятого оборудования составляет 2,2 м, а величина зазора до наиболее выступающих частей верхнего перекрытия не должна быть меньше 1,8 м. Решение. Проанализируем принятый Единой модульной системой числовой ряд этажей, унифицированный для сборных железобетонных элементов. Он составляет: 3,6 м; 4,2 м; 4,8 м; 5,4 м; 6,0 м; 7,2 м и т.д. Учитывая, что здание насосной станции одноэтажное, определим предельный высотный параметр, зависящий от габарита оборудования и регламентированного зазора δ Н = Ноб + δ = 2,2 + 1,8 = 4,0 м. Принимаем ближайший размер ряда – 4,2 м. Таким образом, окончательно, высоту здания насосной станции до верхнего перекрытия принимаем равной – 4,2 м.

2.3. Элементы конструкций промышленных и гражданских зданий Все здания состоят из ограниченного количества взаимосвязанных частей, которые в совокупности составляют определенную архитектурноконструктивную схему здания. Все эти элементы подразделяются на несущие и ограждающие. Несущие конструкции воспринимают все нагрузки, возникающие в здании от веса конструкций и действующих внешних сил (например, давление ветра), и передают эти нагрузки на основание. Ограждающие конструкции защищают внутренние помещения от атмосферных воздействий, отделяют их друг от друга и обеспечивают в помещении необходимый температурно-влажностный режим и звукоизоляцию. Некоторые конструкции в здании могут выполнять несущие и ограждающие функции од-

29 новременно (например, стены). К основным архитектурно-конструктивным элементам или частям зданий относятся: фундаменты, стены, отдельные опоры (столбы или колонны), перегородки, перекрытия, крыши, лестницы, окна, двери. Фундаменты — подземные несущие конструкции зданий, которые воспринимают нагрузки от здания и передают их на основание. Основаниями зданий служат грунты, залегающие под подошвой (нижней плоскостью) фундамента. Стены — наружные вертикальные ограждения здания (внешние стены) или плоские вертикальные элементы, разделяющие здание по длине и ширине на отдельные части (внутренние стены). Отдельные опоры (столбы или колонны) служат для поддержания горизонтальных элементов здания и передачи нагрузок от этих элементов через фундаменты на основание. Перегородки — легкие стены, служащие для деления внутреннего пространства здания в пределах одного этажа на отдельные помещения. Перегородки опираются на перекрытие и несут только собственный вес. Перекрытия — горизонтальные конструкции, разделяющие здание по высоте на этажи. Они несут нагрузку от собственного веса, веса людей, оборудования и др. Покрытие — верхнее ограждение здания. Верхняя водонепроницаемая оболочка крыши называется кровлей. Крыша вместе с несущими конструкциями и чердачным перекрытием образует покрытие зданий. Промышленные здания часто строят без чердака. Лестницы служат для сообщения между этажами, располагают их, как правило, в специальных огражденных стенами помещениях, которые называются лестничными клетками. Для окон и дверей при сооружении здания оставляются оконные и дверные проемы. Кроме перечисленных основных элементов в здании могут быть и второстепенные: балконы, входные площадки, лоджии (балконы, размещенные в габаритах здания), приямки у окон, расположенных ниже уровня земли и т. д. Конструктивная схема здания определяется в соответствии с его назначением, действующими нагрузками, требованиями архитектурной выразительности и местными условиями (климат, геологическое строение участка). От правильного выбора конструктивной схемы зависит прочность и устойчивость здания, его эксплуатационные качества и технико-экономическая характеристика. Различают следующие основные конструктивные схемы зданий: бескаркасные, или здания с несущими стенами, каркасные и с неполным каркасом. В бескаркасных зданиях основными вертикальными несущими элементами являются стены. Здания с неполным каркасом вместо внутренних стен, на которые опираются конструкции покрытий, имеют сетку отдельных опор в виде столбов или колонн. На опоры в продольном и поперечном направлении укладывают

30 прогоны (горизонтальные балки), служащие опорами для плит перекрытий. Каркасные здания (рис. 2.3) имеют несущий остов в виде каркаса, который состоит из системы вертикальных стоек (колонн), расположенных по периметру наружных стен и внутри здания, и горизонтальных ригелей, выполненных в виде балок или ферм. Колонны и ригели образуют рамы.

Рис. 2.3. Одноэтажное каркасное промышленное здание с железобетонным каркасом: 1 — колонна; 2 — фундаментная балка; 3 — фундамент; 4 — обвязочная балка; 5 — несущая балка покрытия; 6 — ферма; 7 — ребристые плиты покрытия; 8 — подкрановая балка

Наружные стены каркасных зданий выполняют ограждающие функции. Они могут быть самонесущими или ненесущими. Самонесущие стены устанавливают на самостоятельные фундаменты или фундаментные балки, опирающиеся концами на фундаменты колонн, стены при этом несут нагрузку только от собственного веса. Ненесущие стены передают свой вес на каркас здания. 2.3.1. Основания и фундаменты Прочность и устойчивость любого сооружения обеспечивается, прежде всего, прочностью и устойчивостью фундамента, который должен быть заложен на надежном основании. Основанием называется толща естественных напластований грунтов, непосредственно воспринимающая нагрузку и взаимодействующая с фундаментом возводимого сооружения. Основания называют естественными, если грунты под подошвой фундамента остаются в естественном состоянии. В случае недостаточной прочности грунтов принимают меры по искусственному их упрочнению. Такие основания называют искусственными. Естественным основанием могут служить самые разнообразные грунты, слагающие верхнюю часть земной коры. Естественные грунты, используемые в качестве естественных оснований, подразделяют на четыре вида: скальные, крупнообломочные, песчаные и глинистые. Несущая способность глинистого грунта в большой степени зависит от

31 влажности. Несущая способность сухих глин довольно высокая и такие грунты могут служить хорошим основанием. При увеличении влажности несущая способность значительно падает. Супеси и мелкозернистые пески при разжижении водой становятся настолько подвижными, что текут, как жидкость, и называются плывунами. Возведение зданий на таких грунтах связано со значительными трудностями. К глинистым грунтам относятся также лёссы, которые при замачивании водой обладают просадочными свойствами или набухают. Использование таких грунтов в качестве оснований требует применения специальных мер. Помимо перечисленных видов встречаются также грунты с органическими примесями (растительный грунт, торф, болотистый грунт и др.), многолетнемерзлые и насыпные грунты. Грунты с органическими примесями в качестве естественных оснований не применяют, так как они неоднородны по своему составу, рыхлы, обладают значительной и неравномерной сжимаемостью. Насыпные грунты также неоднородны по составу и сжимаемости и их использование в качестве оснований требует особых обоснований. Упрочнение грунтов путем его поверхностного или глубинного уплотнения осуществляется трамбованием пневматическими трамбовками с втрамбовыванием щебня или гравия. Уплотнение трамбовочными плитами массой 1 т и более, которые сбрасывают с высоты 3-4 м, доходит до глубины 2-2,5 м. Для уплотнения больших площадей применяют укатку грунта тяжелыми катками. Песчаные и пылеватые грунты хорошо уплотняют вибрированием специальными поверхностными вибраторами, такое уплотнение осуществляется значительно быстрее, чем при трамбовании. Глубинное уплотнение грунта осуществляют применением песчаных или грунтовых свай. Предварительно вибропогружателем вводят в грунт инвентарные стальные трубы диаметром 400-500 мм с остроконечным раскрывающимся стальным башмаком на конце. Погруженные на необходимую глубину трубы заполняют песком и затем извлекают с вибрированием. При таком извлечении песок уплотняется и хорошо заполняет скважину. Закрепление слабого грунта основания (его упрочнение) достигается также применением тампонажа (цементации, силикатизации и битумизации). Фундаментом (рис. 2.4) называется подземная часть сооружения, возводимая на естественных или искусственных основаниях и служащая для передачи нагрузок от сооружений на основания. Конструктивная форма фундамента позволяет обеспечить более равномерное распределение давления от сооружения на грунт. Верхняя граница между фундаментом и наземной частью сооружения, так же как и границы между отдельными уступами фундамента, называется обрезом фундамента. Нижняя плоскость фундамента, опирающаяся на грунт, называется подошвой фундамента. Расстояние от уровня земли около законченного здания (отметка планировки) до подошвы называется глубиной заложения фундамента.

32

Рис. 2.4. Схема фундамента на естественном основании: 1 — фундамент; 2 — наземная часть сооружения; 3 — отметка подошвы фундамента; 4 — отметка поверхности грунта; 5 — отметка планировки; 6 — верхний обрез фундамента; Н — глубина заложения фундамента; В — ширина фундамента

К фундаментам предъявляются следующие основные требования: прочность; устойчивость на опрокидывание; сопротивляемость влиянию грунтовых и агрессивных вод и влиянию атмосферных воздействий (морозостойкость); долговечность, отвечающая сроку службы зданий, технологичность изготовления конструкций фундамента и его экономичность (минимальная стоимость). Основными материалами для фундаментов являются: бутовый камень, кирпич, бутобетон, бетон, железобетон. По конструктивному решению различают следующие виды фундаментов: ленточные, столбчатые (отдельные), сплошные (плитные) и свайные. Ленточные фундаменты выполняют в виде непрерывной стенки, на которую опираются наземные несущие конструкции: либо несущая непрерывная стена, либо ряд отдельно стоящих колонн (рис. 2.5).

Рис. 2.5. Ленточные фундаменты: а— под стены; б— под колонны; 1— стена здания; 2— фундамент; 3— колонны

33 Столбчатые фундаменты устраивают обычно в каркасных зданиях под каждой опорой или колонной. Наибольшее распространение в промышленном строительстве имеют сборные железобетонные фундаменты в виде башмака стаканного типа под сборную железобетонную колонну (рис. 2.6). При больших нагрузках размеры башмаков могут быть настолько большими, что их транспортирование и монтаж становятся затруднительными. В этом случае изготовляют фундаменты, состоящие из верхнего блока и нижней плиты.

Рис. 2.6. Сборный фундамент под колонну промышленного здания: 1- колонна; 2- ступенчатый сборный фундамент; 3- арматурная сетка; 4- гнездо-стакан

Размеры подошвы фундамента определяются расчетом. Эти размеры зависят от величины давления на подошву фундамента и расчетного сопротивления основания. Расчетная формула получается из условия, чтобы действующее на подошву фундамента давление не превышало (было равно) расчетного сопротивления грунта. Для жесткого ленточного фундамента (см. рис. 2.4) ширину подошвы определяют по формуле:

B=

p , R − γH

где р — нагрузка на 1 м фундамента, кН; R — расчетное сопротивление грунта, кН/м2; γ — средний объемный вес материала фундамента и грунта на его обрезах (примерно 20 кН/м3). Таким образом, основной размер фундамента — размер его подошвы, определяется, прежде всего, из условия несущей способности грунта. Полученный фундамент проверяется затем на жесткость, чтобы размер его подошвы не выходил за пределы, ограничиваемые углом α (рис. 2.4).

34 Сплошные (плитные) фундаменты устраивают при больших нагрузках и слабых грунтах под всей площадью здания или же под отдельной частью здания с повышенными нагрузками. Такие фундаменты представляют собой сплошную монолитную ребристую железобетонную плиту или железобетонную безбалочную плиту (рис. 2.7).

Рис. 2.7. Сплошные фундаменты: а– ребристая плита; б– безбалочная плита

Свайные фундаменты обычно применяют при возведении зданий на слабых грунтах или при залегании плотных грунтов на значительной глубине от подошвы фундаментов. В последнее время свайные фундаменты на коротких сваях получили распространение при строительстве промышленных и гражданских зданий и на обычных грунтах. При современной технологии изготовления свай и устройства свайных фундаментов замена ленточных, столбчатых и сплошных фундаментов свайными позволяет уменьшить объем земляных работ, материала и сборных конструкций для устройства фундамента. Кроме того, свайные фундаменты обладают меньшими осадками и имеют другие преимущества. В настоящее время замена обычных ленточных фундаментов из сборных блоков свайными целесообразна при глубине заложения подушки ленточного фундамента более 1,7 м от поверхности планировки. По характеру работы различают сваи двух типов: сваи-стойки и висячие сваи. Сваи-стойки пронизывают толщу слабого грунта и передают нагрузку своими нижними концами слою более прочного и плотного грунта (рис. 2.8, а). Такие сваи работают как колонны. Фундаменты из свай стоек применяют тогда, когда на глубине от подошвы фундамента, не превышающей длины свай, залегает слой грунта, достаточно мощный и прочный, чтобы передать на него всю нагрузку от веса здания. Согласно нормам, таким слоем (пластом) может служить скальная порода, плотный крупнообломочный грунт или твердая глина. Сваи-стойки, опирающиеся нижним концом на такие грунты, практически не получают осадок.

35 Висячие сваи, находясь полностью в уплотненном при забивке свай слабом грунте, передают нагрузку на грунт за счет сил трения по боковой поверхности свай и сопротивления внедрению свай в грунт (лобового сопротивления) (рис. 2.8, б). Фундаменты из висячих свай применяют в тех случаях, когда слой прочного грунта, способного воспринять нагрузку от веса здания, залегает на глубине, при которой применение свай-стоек технически неосуществимо или экономически нецелесообразно.

Рис. 2.8. Свайные фундаменты: а– со сваями-стойками; б– с висячими сваями; 1– железобетонные сваи-стойки; 2– деревянные висячие сваи; 3– железобетонный ростверк*

Висячие сваи находятся в грунтовых условиях, при которых неизбежны осадки свайного фундамента. Величина осадки зависит от вида и плотности грунтов, залегающих ниже плоскости острия свай. Сваи в плане располагают в шахматном порядке или рядами на расстояниях от 3 до 5 диаметров сваи. При забивке свай с такой густотой грунт между сваями уплотняется. Сваи изготовляются из дерева, бетона и железобетона. Деревянные сваи готовят из сосновых, еловых, реже дубовых бревен диаметром 20—30 см. Их можно применять в грунтах ниже самого низкого уровня грунтовых вод на участке строительства. В противном случае под влиянием периодического смачивания и высыхания сваи загнивают. В настоящее время деревянные сваи применяют все реже, их вытеснили более прочные и долговечные бетонные и железобетонные сваи. ______________________________________________________ *Ростверк– плита, воспринимающая нагрузку от веса здания равномерно распределяющая ее на все сваи фундамента

36 2.3.2. Стены и перегородки Стена состоит из ряда элементов, определяющих в основном архитектурно-конструктивный облик здания. Основные плоскости образуют так называемое поле стены. Нижняя наземная, несколько утолщенная часть стены, расположенная непосредственно над фундаментом, называется цоколем. Верхняя часть стены, венчающая здание, называется карнизом. Карнизы предназначаются для отвода от стены стекающей вниз воды и являются вместе с цоколем важнейшим архитектурным элементом оформления фасада. При внутреннем водоотводе с крыш по периметру наружных стен вверху устраивают парапеты из сборных элементов (блоков, панелей) или каменной кладки (рис. 2.9).

Рис. 2.9. Конструкции венчающих карнизов: а — карниз, образуемый напуском кирпича; б — карниз из сборных железобетонных элементов; в — карниз, образуемый свешивающимися со стены железобетонными элементами покрытий и крыш; г — парапет при плоском покрытии с внутренним водостоком

37 Для вертикального членения фасада, а также для местного усиления стен, устраивают пилястры (узкие вертикальные выступы из тела стены прямоугольного сечения) и полуколонны, отличающиеся от пилястр полукруглой формой. При воздействии на стены больших горизонтальных нагрузок устойчивость стен иногда повышают устройством контрфорсов, т.е. пилястр, толщина которых книзу увеличивается, вследствие чего наружная грань получается наклонной. Перегородки в здании служат для разделения больших помещений, находящихся между несущими капитальными стенами, на более мелкие. B промышленных зданиях перегородки устраивают по границам цехов с различной технологией, для выделения цеховых контор, складов и т. п. или для обособления отдельных, обладающих специфическими особенностями, участков производства. Требования, предъявляемые к перегородкам, весьма разнообразны. Они должны быть легкими, иметь небольшую толщину и в то же время обладать хорошими звукоизоляционными качествами. Перегородки должны быть технологичны и экономичны. В промышленных зданиях в зависимости от технологических условий производства перегородки должны быть огнестойкими, газо- и звуконепроницаемыми, в других условиях — обладать достаточной стойкостью против влияния сырости, иногда кислот и т. п. Перегородки, как правило, не несут никаких нагрузок, кроме собственного веса. Поэтому при выборе конструкции перегородок и материала для них необходимо учитывать, возможно, широкое использование местных материалов. 2.3.3. Несущий каркас Пространственная жесткость и устойчивость каркасных зданий, состоящих из поперечных рам, обеспечивается защемлением колонн в фундаментах здания, скреплением рам между собой в продольном направлении обвязочными и подкрановыми балками, плитами покрытий, а также постановкой связей жесткости по рядам колонн и между несущими конструкциями покрытий. Железобетонные колонны одноэтажных зданий могут быть бесконсольные, применяемые в зданиях без мостовых кранов, и с консолями для опирания подкрановых балок. В номенклатуре конструкций предусмотрены колонны прямоугольного и двухветвевого сечений; первые применяют в зданиях высотой до 9,6 м, вторые — в зданиях большей высоты (рис. 2.10, а, б). По сравнению с прямоугольными двухветвевые колонны обладают повышенной жесткостью, но более трудоемки в изготовлении. Можно применять также колонны двутаврового сечения, на изготовление которых по сравнению с прямоугольными колоннами расходуется бетона меньше на 25—30%. В железобетонных колоннах имеются стальные закладные элементы для крепления стропильных конструкций, стеновых панелей (только в колоннах крайних рядов), подкрановых балок и вертикальных связей (в связевых колон-

38 нах). В местах опирания стропильных конструкций и подкрановых балок через стальные листы пропущены анкерные болты (рис. 2.10, в). Длину колонн подбирают в зависимости от высоты цеха и глубины заделки в стакан фундамента. Глубину заделки для прямоугольных колонн в зданиях без мостовых кранов принимают 750 мм (отметка низа колонны — 0,9 м), в зданиях с мостовыми кранами — 850 мм, для двухветвевых колонн с отметкой верха 10,8 м — 900 мм и с отметкой верха более 10,8 м — 1200 мм. В зданиях с подстропильными конструкциями длина колонн уменьшается на 700 мм. На нижней части ствола колонн имеются горизонтальные бороздки, обеспечивающие лучшую связь колонн с бетоном стыка, марка которого должна быть не ниже 200. В нижней распорке двухветвевых колонн предусмотрены отверстия для прохода бетона в стакан.

Рис. 2.10. Типы железобетонных колонн: а — для зданий без мостовых кранов; б — то же, с мостовыми кранами; в — закладные элементы колонны; 1 — оголовок из листа 8Х300Х400 и два болта М 20X130; 2 — упор подкрановой балки — 8X200X400; 3 — опора подкрановой балки — 8X400X550 и четыре болта М 20Х150; 4 — элементы из уголков 63X5X200 для крепления стеновых панелей

39 Помимо основных колонн в зданиях предусматривают фахверковые колонны, устанавливаемые в торцах здания и между основными колоннами крайних продольных рядов при шаге 12 м и длине стеновых панелей 6 м (рис. 2.11, а, б). Предназначены они для восприятия ветровых усилий и веса стенового заполнения. Фахверковые колонны жестко заделывают в фундаментах и шарнирно крепят к элементам покрытия. Шарнирное крепление должно обеспечивать передачу ветровых нагрузок на каркас здания и устранять вертикальные воздействия покрытия на колонны фахверка.

Рис. 2.11. Фахверковые колонны: а —схема торцового фахверка; б — то же, продольного; в — стальная надставка фахверковой колонны; г — крепление торцовой колонны к ферме покрытия; д – крепление продольной колонны к плите покрытия

В поперечном направлении устойчивость здания с железобетонным каркасом обеспечивается жесткостью колонн, защемленных в фундаментах, жестким диском, образованным из плит, закладных элементов и сварных швов, соединяющих плиты со стропильными конструкциями. Горизонтальные силы, действующие на диск в поперечном направлении, передаются на стропильные конструкции и поперечные ряды колонн. В продольном направлении устойчивость здания обеспечивается, наряду с этими мероприятиями, системой связей между колоннами и в покрытии.

40 Количество связей определяется величиной ветровых и тормозных усилий, конструкцией покрытия (с подстропильными конструкциями или без них), шагом колонн, типом кровли (плоская или скатная). Фундаментные железобетонные балки каркаса устанавливают под наружные стены (рис. 2.12). Их делают прямоугольного, трапецеидального или таврового сечения. Ширина балки поверху соответствует толщине устанавливаемой на них стены. Фундаментные балки часто выносят за грани колонн и устанавливают на обрезы фундамента. Если необходимо обеспечить расположение фундаментных балок на определенном уровне, их укладывают не на обрезы фундамента, а на столбики, устанавливаемые на эти обрезы. Верхнюю грань фундаментной балки устанавливают на 50 мм ниже уровня пола помещения, колонны заглубляются ниже отметки чистого пола на 900 мм. Фундаментную балку с боков и снизу засыпают шлаком, чтобы исключить промерзание пола вдоль стенки. Поверх балки укладывают гидроизоляцию из двух слоев рулонных материалов на мастике. С наружной стороны вдоль фундаментных балок устраивают отмостку.

Рис. 2.12. Конструкция каркасной стены здания с железобетонным каркасом: 1 — стена; 2 — колонны; 3 — фундаменты; 4 — подкрановая балка; 5 — обвязочные балки; б — фундаментная балка; 7 — пилястра

Обвязочные балки несут на себе вес наружных стен в местах перепада высоты здания. Размеры и форму поперечного сечения обвязочных балок принимают в зависимости от шага колонн и толщины опирающихся на них стен. Устанавливают обвязочные балки на консоли колонн и крепят на сварке закладных деталей. В состав каркаса одноэтажного промышленного здания входят также подкрановые балки. Железобетонные подкрановые балки выполняют чаще таврового и двутаврового сечения. Такие балки для пролетов 6 и 12 м под крановую нагрузку от 10 до 30 тс имеют высоту от 0,8 до 1,4 м. При большой грузоподъемности кранов чаще стараются применять стальные балки.

41 2.3.4. Перекрытия, покрытия и полы К конструкциям перекрытий предъявляется ряд общих требований. Они должны быть прочными и жесткими, т. е. выдерживать действующие на них нагрузки и при этом прогиб не должен превышать нормативных величин. Долговечность перекрытий должна соответствовать срокам службы других основных конструкций здания. Перекрытия должны быть огнестойкими, должны обладать достаточной звукоизоляцией, чердачные же перекрытия, а также перекрытия, отделяющие отапливаемые помещения от неотапливаемых, должны иметь достаточные теплозащитные свойства. Конструкции перекрытий должны быть технологичны, иметь небольшую высоту. К деревянным перекрытиям предъявляется требование биологической стойкости (стойкости от загнивания), а в помещениях с мокрым режимом и в санузлах они должны иметь повышенную гидроизоляцию. Междуэтажные перекрытия воспринимают нагрузки от людей, оборудования, сырья, полуфабрикатов и готовых изделий. Такие нагрузки называются временными и измеряются они в килограмм-силах на 1 м2 пола. Обычная величина таких нагрузок составляет 20-40 МПа, хотя в отдельных производственных помещениях временные нагрузки могут достигать значительных величин — до 300 МПа и больше; нагрузки от веса самого перекрытия называются постоянными. Конструкции перекрытий состоят из несущей и ограждающей частей. Несущая часть перекрытия передает нагрузку на несущие элементы здания — стены и каркас. Ограждающая часть состоит из заполнения между несущими элементами, полов и потолка. Во многих конструкциях несущие и ограждающие функции перекрытия совмещаются в одних элементах. В зависимости от материала, из которого выполнены несущие элементы, перекрытия подразделяют на перекрытия по деревянным и стальным балкам и железобетонные. Железобетонные перекрытия разделяются в свою очередь на перекрытия сборные и монолитные. Крыши зданий состоят из двух основных частей: несущей и ограждающей. Несущей частью крыши (покрытия) являются конструкции, воспринимающие нагрузки от собственного веса крыши, снега и ветра и передающие их на элементы каркаса здания или стены. К несущим конструкциям покрытий относятся стропила, деревянные, стальные и железобетонные балки и фермы, железобетонные панели. Ограждающей частью крыши служит верхняя водонепроницаемая оболочка, состоящая из кровли и основания под кровлю. Ограждающая часть покрытия в общем случае может состоять из следующих отдельных элементов, начиная с наружной поверхности крыши: основного водоизолирующего слоя — кровли; выравнивающего слоя под кровлю в виде стяжки; теплозащитного слоя вместе с пароизоляцией, защищающей этот слой от увлажнения водяными парами, проникающими из помещений; обрешетки, настила, плиты или других

42 элементов, поддерживающих вышележащие слои и передающих нагрузку от них на основные несущие конструкции покрытий. Покрытия неотапливаемых зданий и зданий горячих цехов со значительными выделениями тепла делают без утепления, поэтому теплозащитный слой с пароизоляцией в ограждающей части покрытия не укладывают; такие покрытия называют холодными. Для обеспечения стока дождевой и талой воды крыши устраивают с уклоном. В зависимости от величины уклона крыши разделяют на скатные и плоские. Плоские крыши имеют уклоны не более 3%. Различают крыши чердачные и бесчердачные. Чердачные крыши имеют чердачные помещения, которые используют для размещения инженерного оборудования здания (трубопроводы центрального отопления, вентиляционные короба и шахты). Такие крыши защищают здание от атмосферных осадков, а теплозащита помещений верхнего этажа обеспечивается чердачным перекрытием. В бесчердачных покрытиях совмещаются функции крыши и чердачного перекрытия, поэтому их называют совмещенными крышами. Следует выделить три основных вида крыши (рис. 2.13): ª односкатную, опирающуюся на стены разной высоты; ª двускатную, состоящую из двух пересекающихся скатов (линию пересечения скатов называют коньком, а треугольные части торцовых стен — фронтонами); ª четырехскатную, или вальмовую, состоящую из двух главных скатов и двух треугольных вальм (пересечения вальм со скатами образуют двугранные углы, обращенные кверху, их называют ребрами).

Рис. 2.13. Формы скатных крыш: а — односкатная; б — двускатная; в — четырехскатная (вальмовая); г — вальмовая сложной формы; 1 — скат; 2 — фронтон; 3— конек; 4 — вальма; 5 — ребро; 6 — ендова или разжелобок; 7 — слуховое окно

43 Тип пола выбирается в каждом конкретном случае таким, чтобы были удовлетворены требования, которые в данных условиях являются наиболее существенными. В зависимости от вида здания полы устраивают как по перекрытиям, так и по грунту. В конструктивном отношении пол может состоять из одного или нескольких слоев. Верхний слой пола называют чистым полок (или покрытием пола), этот слой подвергается непосредственно эксплуатационным воздействиям. Под чистым полом устраивают подстилающий слой (или подготовку), который служит для распределения нагрузок на нижележащее основание. Между чистым полом и подстилающим слоем может устраиваться прослойка, играющая роль промежуточного соединения или упругой постели для покрытия. Третьей составной частью пола является его основание. Основанием пола служат несущие конструкции междуэтажных перекрытий или грунт. Таким образом, чистый пол, подстилающий слой и основание являются основными конструктивными элементами пола. Помимо этих основных элементов в полах могут укладываться также различные гидроизоляционные, звукоизоляционные и теплоизоляционные слои. В полах, устраиваемых по междуэтажным перекрытиям, гидроизоляционный слой для защиты от воды укладывают непосредственно под чистым полом. В полах по грунту защита от грунтовой влаги осуществляется также с помощью гидроизоляционного слоя, который укладывают под подстилающим слоем. Второй гидроизоляционный слой можно устраивать в этом случае также и под чистым полом для защиты сверху от производственных жидкостей. Различают следующие виды гидроизоляции: обмазочную, оклеечную и монолитную. Обмазочная гидроизоляция делается из двух слоев битумной или дегтевой мастики, оклеечная — состоит из двух-трех слоев битумных, дегтевых или полимерных рулонных материалов, склеенных соответствующими мастиками. Монолитная гидроизоляция состоит из слоя асфальта или пропитанного битумом щебня, утрамбованного в грунт, или слоя из влагонепроницаемых кислотостойких растворов. Теплоизоляцию, которую в ряде случаев приходится устраивать в полах по грунту, выполняют в виде слоев из легких бетонов, которые могут быть сборными и монолитными, а также из сыпучих теплоизоляционных материалов — шлака, керамзита и т. п. По виду применяемых для покрытия пола материалов различают полы сплошные (монолитные), полы из штучных материалов и полы из листовых материалов. Наименование покрытия является также наименованием пола.

2.4. Классификация строительных работ и процессов При создании строительной продукции последовательно изменяются действия, а, следовательно, постоянно изменяется состояние применяемых материалов, полуфабрикатов, деталей и изделий, иначе говоря, осуществляются

44 строительные процессы. В этих процессах участвуют рабочие, используются технические средства строительных процессов, с помощью которых из материальных элементов строительных процессов возводятся здания и сооружения. Строительные процессы по содержанию в технологическом отношении представляют совокупность двух аспектов. Первый аспект определяет особенности, происходящие с материальными элементами в пространстве и времени без изменения их физико-механических свойств: транспортировку, укладку, уплотнение, сборку, стыковку и др. Второй аспект определяет физикохимические превращения, изменяющие конечные свойства материальных элементов: прочность, плотность, напряженность, теплопроводность, водонепроницаемость и др. Так как в строительном производстве участвует множество материальных элементов, то строительные процессы неодинаковы по степени технологической сложности, вызывают разнообразные структурные изменения в материалах, по-разному протекают во времени, при разном трудовом участии рабочих, при использовании различных технических средств. Эффективность строительного производства во многом определяется организационными положениями и формами выполнения всех процессов, сопутствующих созданию строительной продукции. В современном строительстве производственные процессы строительного производства разделяют на две группы — внеплощадочные процессы и процессы строительной площадки, каждая из которых решает определенные вопросы и также имеет свою внутреннюю классификацию. Основа классификации процессов строительного производства — подразделение их по технологическим признакам на заготовительные, транспортные, подготовительные и монтажно-укладочные. Заготовительные процессы обеспечивают строящийся объект полуфабрикатами, деталями и изделиями. Эти процессы выполняют на специализированных предприятиях (заводах сборного железобетона, заводах товарного бетона и др.) или в условиях строительной площадки (на приобъектных бетонорастворных узлах, арматурных цехах и др.). Транспортные процессы обеспечивают доставку материальных элементов и технических средств строительных процессов к местам возведения конструкций. Транспортные процессы вне строительной площадки осуществляются общестроительным транспортом (от предприятий-изготовителей до складов строительной площадки или непосредственно к месту укладки), а внутри строительной площадки — приобъектными средствами транспорта. Транспортным процессам обычно сопутствуют процессы погрузки-разгрузки и складирования. Подготовительные процессы, предшествующие выполнению монтажноукладочных процессов, обеспечивают эффективное выполнение последних (укрупнительная предмонтажная сборка конструкций, предварительное предмон-

45 тажное обустройство монтируемых конструкций вспомогательными приспособлениями и др.). Монтажно-укладочные процессы, обеспечивающие получение продукции строительного производства, заключаются в переработке, изменении формы или придания новых качеств материальным элементам строительных процессов. Обычно идентичные монтажно-укладочные процессы имеют общие технологические особенности и поэтому не зависят в главном от вида и характера конкретных возводимых зданий и сооружений. Монтажно-укладочные процессы могут быть охарактеризованы по ряду признаков. По значению в производстве они могут быть ведущими (определяющими развитие и выполнение строительства объекта) и совмещенными. Совмещенные процессы, технологически не связаны с ведущими процессами, но могут осуществляться параллельно с ними. Совмещение процессов (при строгом соблюдении правил безопасности труда рабочих) позволяет значительно сокращать продолжительность строительства. Процессы классифицируются также по степени участия машин и средств механизации при их исполнении. Механизированные процессы выполняются с помощью машин, рабочие лишь управляют машинами и обслуживают их. Полумеханизированные процессы характеризуются тем, что в них наряду с применением машин используется ручной труд. Ручные процессы выполняются с помощью инструментов. В зависимости от сложности производства трудовые процессы могут быть простыми и комплексными. Простой трудовой процесс представляет собой совокупность технологически связанных рабочих операций, обеспечивающих получение законченной продукции и выполняемых группой согласованно работающих исполнителей одной специальности, но разной квалификации (звеном, специализированной бригадой). Каждая рабочая операция состоит из рабочих приемов, которые, в свою очередь, состоят из рабочих движений. Рабочее движение — однократное непрерывное перемещение рабочего органа-исполнителя (пальцев руки, кисти, стопы и т. д.), осуществляемое рабочим в процессе труда. Рабочий прием — совокупность нескольких непрерывных движений рабочего, характеризуемых определенной целью и постоянной последовательностью. Комплексный трудовой процесс представляет собой совокупность одновременно осуществляемых простых процессов, находящихся во взаимной организационной и технологической зависимости и связанных единством конечной продукции. Комплексный трудовой процесс, как правило, выполняется группой согласованно работающих исполнителей различных специальностей и разной квалификации (комплексной бригадой). Технологические особенности некоторых процессов вызывают необходимость временного перерыва в действиях всех или части занятых в процессе рабочих. В этих случаях перерывы относятся к технологическим в отличие от

46 перерывов, вызываемых метеорологическими причинами и простоями из-за неудовлетворительной организации процессов. В зависимости от характера производства процессы бывают непрерывные и прерывные. В непрерывных процессах производственные операции протекают одна за другой (например, кладка стен). Продолжительность таких процессов определяется только организационными соображениями. Прерывные процессы сопровождаются перерывами, обусловленными особенностями технологии и свойством укладываемых материалов: выдерживанием бетона, сушкой штукатурки, покраски и пр. Для выполнения каждого строительного процесса необходимо организовать рабочее место. Рабочим местом называется пространство, в пределах которого перемещаются участвующие в строительном процессе рабочие и размещаются предметы и орудия труда, вспомогательные устройства, приспособления и продукция. Участок работы, выделяемый бригаде, называется захваткой. Например, захваткой может быть целый этаж или секция в пределах одного этажа. Участок работы, выделяемый одному рабочему или звену, называется делянкой. Для организации работы звена захватка разбивается на отдельные делянки, например часть этажа в пределах одной комнаты или квартиры. В зависимости от характера и сложности производственных операций выполнение их может быть индивидуальным, когда рабочий процесс выполняется одним рабочим, и многозвенным, когда для выполнения процесса рабочие одной профессии, но разной квалификации объединяются в звенья численностью от 2 до 5 и более человек. Более сложные операции в таком звене выполняют рабочие высокой квалификации. Таким образом, строительный процесс расчленяется на отдельные операции с разделением труда между рабочими. Звенья рабочих, ведущих на одном месте одновременно один и тот же процесс, объединяют в бригады (например, бетонщиков, каменщиков и т. п.). Такие бригады называются специализированными в отличие от комплексных бригад, предназначенных для выполнения сложных процессов. Комплексные бригады, выполняющие законченный цикл общестроительных работ (например, внутреннюю отделку помещений с устройством полов), называются бригадами конечной продукции. Строительные работы – это совокупность строительных процессов, результатом выполнения которых является конечная продукция – части или конструктивные элементы зданий и сооружений. Отдельные виды строительных работ получили название по виду перерабатываемых материалов или по конструктивным элементам, которые являются продукцией данного вида работ. По первому признаку различают земляные, каменные, бетонные и тому подобные работы, по второму – кровельные, изоляционные и др. Под монтажными работами подразумевается совокупность производственных операций по установке в проектное положение и соединению в одно целое элементов строительных конструкций, деталей трубопроводов, узлов

47 технологического оборудования. Монтажные работы включают в себя монтаж строительных конструкций (металлических, железобетонных и деревянных), санитарно-технических систем (водоснабжения, канализации, отопления, вентиляции и др.), технологического оборудования. Земляные, бетонные и железобетонные, каменные, отделочные и тому подобные работы и монтаж строительных конструкций относятся к общестроительным работам. Обычно после завершения общестроительных работ строительная продукция получается в виде незаконченных зданий или сооружении, для завершения строительства которых требуется выполнение специальных работ. Монтаж внутреннего санитарно-технического оборудования, электромонтажные работы и др., выполняемые преимущественно специализированными организациями, относятся к специальным работам. Специальные работы выполняют после завершения отдельных видов общестроительных работ или параллельно с ними. Вспомогательные работы включают погрузочно-разгрузочные, заготовительные и транспортные работы, обеспечивающие строящиеся объекты материалами, полуфабрикатами, конструкциями, деталями, изделиями и т. п. Эти работы выполняют обычно вместе с общестроительными и специальными работами. При возведении зданий принято группировать работы по стадиям, которые называют циклами (рис.2. 14). По окончании подготовительного периода строительства осуществляют работы первой стадии – подземного цикла. В состав работ этой стадии, как правило, входят: - земляные работы (рытье котлованов подвала и фундаментов и обратная засыпка грунта с уплотнением); - бетонные и железобетонные работы (устройство фундаментов, бетонной подготовки и отмостки); - монтаж строительных конструкций (колонн и панелей стен подвала), гидроизоляционные работы (гидроизоляция пола и стен подвала) и др. На второй стадии (при надземном цикле) обычно выполняют: - монтаж строительных конструкций (железобетонных, стальных), панелей наружных и внутренних стен, оконных переплетов и зенитных фонарей; - кровельные работы (устройство кровли); - столярные работы (навеску ворот и дверей); - санитарно-технические работы (установку коробов вентиляционных систем) и др. В период третьей, заключительной стадии, которую можно назвать отделочным циклом, выполняют главным образом: - отделочные работы (оштукатуривание, облицовка, окраска стен, потолков, колонн и ферм, окон и дверей и т. д.); - устройство полов;

48 - внутренние санитарно-технические и электромонтажные работы; - монтаж технологического оборудования и относящихся к нему вентиляционных устройств и др.

Рис.2.14. Группировка строительных работ по циклам: а - подземный цикл; б – надземный цикл; в – отделочный цикл

Выполнение санитарно-технических, электромонтажных и других специальных работ согласуется с производством общестроительных работ. Например, вводы водопровода и канализации устраивают в период выполнения работ подземного цикла, санитарно-технические приборы устанавливают в период отделочных работ.

49

Глава 3. ЗЕМЛЯНЫЕ РАБОТЫ 3.1. Грунты и их строительные свойства В промышленном и гражданском строительстве земляные работы выполняют при устройстве траншей и котлованов, при возведении земляного полотна дорог, планировке площадок. Все эти земляные сооружения (рис. 3.1) создают путем образования выемок в грунте или возведения из него насыпей.

Рис. 3.1. Виды земляных сооружений: I – поперечный профиль выемок: а – траншея прямоугольного профиля; б – котлован (траншея) трапецеидальной формы; в – профиль постоянной выемки; II – сечения подземных выработок: г – круглой; д – прямоугольной; III – профили насыпи: е – временной; ж – постоянной; IV – обратная засыпка: з – пазух котлована; и – траншеи; 1 – бровка откоса; 2 – откос; 3 – берма; 4 – основание откоса; 5 – дно выемки; 6 – банкет; 7 – нагорная канава

Выемки и насыпи могут быть временными и постоянными. Например, траншея для трубопровода является временной выемкой, так как будет засыпана после укладки в нее трубопровода. Котлован же под зданием с подвалом является постоянной выемкой, он будет существовать в течение всего времени эксплуатации сооружения, только незначительная часть по периметру котлована будет засыпана по окончании возведения подземной части здания. Временную выемку, имеющую ширину до 3 м и длину, значительно превышающую ширину, называют траншеей. Выемку, длина которой равна ширине или не превышает десятикратной ее величины, называют котлованом. Котлованы и траншеи имеют дно и боковые поверхности, наклонные откосы или вертикальные стенки. Земляные работы характеризуются значительной стоимостью и трудоемкостью, например, в промышленном строительстве они составляют

50 около 15 % стоимости и 18...20 % трудоемкости общего объема работ. В строительном производстве грунтом называют породы, залегающие в верхних слоях земной коры. Свойства и качество грунта влияют на устойчивость земляных сооружений, трудоемкость разработки и стоимость работ. Для выбора наиболее эффективного способа производства работ следует учитывать основные характеристики грунта: плотность, влажность, сцепление, разрыхляемость и угол естественного откоса. Физико-механические свойства грунтов характеризуются объемным весом, естественной влажностью, удельным весом, пластичностью и гранулометрическим составом (табл. 3.1). Таблица 3.1 Основные физико-механические характеристики грунтов Наименование Краткое определение Вес единицы объема грунта, включая и вес содержащейОбъемный вес грунта γоб ся в нем воды естественной влажности Естественная влажОтношение веса воды, заключенной в порах грунта, к веω ность су твердых частиц грунта Отношение объема воды в порах грунта ко всему объему ωо пор. Грунт считается: Относительная влаж• сухим или маловлажным при 0