Применение метода подъема перекрытий и этажей в московском строительстве
Подъем перекрытий и этажей является одним из наиболее прогрессивных методов производства работ по возведению монолитных железобетонных конструкций (см. 1-ю стр. обложки).
В Москве этот метод нашел применение при возведении здания архива на Профсоюзной ул., построенного в 1973 г. Здание архива высотой в 15 этажей рассчитано на хранение 3,5 млн. условных единиц документов. Размеры его в плане 33X33 м, общая высота 42 м, а каждого этажа—2,7 м. Строительный объем здания 56 тыс. м3. Помещения для хранения материалов герметичны, благодаря кондиционированию воздуха в них поддерживается . постоянная температура 14°С и влажность до 65%.
Конструктивная схема представляет собой каркас с пространственным ядром жесткости с модульной ячейкой 6X5 м и монолитные железобетонные безбалочные перекрытия, рассчитанные на полезную нагрузку ,1 т/м2.
Плиты перекрытий толщиной 22 см выполнены консольными, выступающими за пределы осей крайних колонн на 1,2 м по всему периметру здания, что способствует разгрузке крайних пролетов плит. Наружные стены — из сборных керамзитобетонных навесных панелей. Подъем плит перекрытий осуществлен электромеханическими подъемниками конструкции Гипростроммаша.
Первоначально здание архива намечалось возвести методом подъема этажей. В дальнейшем, учтя реальные условия обеспечения подъемным оборудованием, было решено строить его методом подъема плит перекрытий. Технология строительства была принята следующая. После устройства фундаментной плиты и завершения основных работ нулевого цикла установили колонны, возвели ядра жесткости. На- земле изготовили 15 железобетонных плит перекрытий в виде пакета и подняли их на проектные отметки, после чего установили панели стен и выполнили внутренние работы. Управление 36 подъемниками осуществлялось с центрального пульта.
Подъем перекрытий и монтаж каркаса здания (без подготовительных работ) были осуществлены за 89 дней. Таким образом, в среднем каждый этаж монтировали в течение 6 дней.
Как показали исследования ЦНИИОМТП, разработавшего проект производства работ на этом объекте, общая трудоемкость возведения несущих и ограждающих конструкций здания Центрального архива в расчете на 1 м2 полезной площади на 20% ниже, чем подобных зданий в сборном варианте.
Опыт строительства здания архива показал, что трест Моспроммоятаж Главмосстроя, впервые выполнявший работы по подъему перекрытий, успешно освоил этот метод. Благодаря надежному подъемному оборудованию и хорошей оснастке все подъемно-монтажные работы были проведены без перебоев.
В развитие этого, метода Главмосстрой приступил в 1976 г. к строительству здания Дома книги на ул. Гарибальди, а Главмоспромстрой — здания Центрального конструкторского бюро Минэнерго на Мосфильмовской ул. На этих объектах должна получить дальнейшее развитие технология подъема перекрытий и этажей.
В комплексе Дома книги (рис. 1) разместятся Всесоюзная книжная палата, редакция Комитета по делам издательств, полиграфии и книжной торговли, а также книгохранилище. Дом книги будет крупнейшим в мире научным учреждением, занимающимся вопросами информации, библиографии, книжной торговли. Общий объем здания около 200 тыс. м3, полезная площадь— 40 тыс. м2, сметная стоимость — 114 млн. р.
Конструктивное решение комплекса Дома книги запроектировано с учетом его сооружения методом подъема этажей, заранее смонтированных на уровне перекрытия над подвалом. По сравнению с методом подъема перекрытий это позволяет снизить трудоемкость строительства за счет выполнения больших объемов работ в наиболее удобных условиях. Использование метода подъема этажей обусловлено стесненностью строительной площадки и большими полезными нагрузками на перекрытия книгохранилища — 2 т на 1 м2.
Конструктивная схема высотного 15-этажного корпуса — безбалочные перекрытая, опертые на колонны каркаса, расположенные с шагом 6X6, 6X7,8 и 7.8X7,8 м. Высота этажей определяется технологическими требованиями и составляет 6; 4,8; 3,6 и 3,3 м.
Общая устойчивость здания обеспечивается совместной работой горизонтальных дисков перекрытий и вертикальных пространственных ядер жесткости. Колонны — стальные, что обусловлено высокими полезными нагрузками на перекрытия. Усилие в колонне достигает 2000 т. Плиты перекрытий выполняются толщиной 25 см из бетона марки М300. Ядра жесткости — монолитные железобетонные толщиной 20— 40 см; их возведение будет осуществлено в скользящей опалубке.
Наружные стены — из керамзитобетонных панелей, входящих в комплект московского унифицированного каркаса. Внутренние стены, ограждающие книгохранилище, также из керамзитобетонных панелей, приняты с учетом противопожарных и теплотехнических требований (в книгохранилище должна обеспечиваться строго определенная заданная температура .воздуха).
Строительно-монтажные работы выполняются в такой последовательности. При помощи двух кранов КБ-404 возводится монолитная фундаментная плита; кранами КБ-404 и КБ-4 60-2 с навеской металлических воротников монтируют колонны 1-го и 2-го ярусов. Затем в скользящей опалубке возводят ядра жесткости и бетонируют пакет плит перекрытий. Монтируют стеновые панели наружных и внутренних стен и перегородки с помощью автопогрузчиков грузоподъемностью 4 т. Подъем ¦готовых этажей на проектные отметки осуществляется с помощью комплекта оборудования, состоящего из 80 электромеханических подъемников. После этого монтируют колонны 3—6 ярусов краном МКГ-10, установленным на плите покрытия. С кровли краном МКГ-10 демонтируют электромеханические подъемники, а затем демонтируют и сам кран при помощи поворотной стрелы конструкции ЦНИИОМТП.
Дальнейшее совершенствование метода подъема этажей и связанных с ним конструктивных решений намечено осуществить при возведении 8-этажного лабораторного корпуса Центрального конструкторского бюро Минэнерго (рис. 2). Особенностью конструктивно-планировочного решения здания является сведение к минимуму вертикальных опор: принята однопролетная в поперечном направлении схема каркаса и две группы связевых диафрагм. Максимальное освобождение от опор обеспечило свободную планировку. Кроме того, уменьшение количества опор снижает трудоемкость изготовления и монтажа конструкций, т. е. строительства здания в целом.
Перекрытия — плоские безбалочные, толщиной 16 см. Расположение колонн в плане создает оптимальные условия для статической работы плиты. Электротехнические разводки и светильники заложены в плиту перекрытия; пол выполняется непосредственно по плите, что обеспечивает мимимальную строительную высоту перекрытия и наименьшую трудоемкость выполнения конструкций полов.
Капители перекрытий предложены в виде сборных железобетонных преднапряженных элементов, круглых в плане. Сборные капители укладывают в плиту перекрытия до бетонирования. Эффективная статическая работа такой конструкции позволяет на 25% снизить толщину плиты перекрытия и получить значительную—до 40% экономию стали по сравнению с обычно применяемыми стальными капителями (воротниками). Проведенные в ЫИИЖБ в 1976 г. испытания капителей показали их высокую несущую способность.
Усовершенствованы конструкции наружных ограждений: они запроектированы в виде легких алюминиевых панелей с эффективным утеплителем (пенопластом). Это позволяет уменьшить нагрузки на плиту, перекрытия и колонны каркаса, снизить расход металла и облегчить подъем этажей.
Дальнейшее развитие метода подъема этажей и перекрытий должно быть направлено на совершенствование основных конструктивных элементов зданий— перекрытий, колонн, связевых систем, ¦наружных ограждений.
Анализ показывает, что значительный расход бетона и стали (до 45% общей потребности этих материалов на здание) приходится на перекрытия, что вызывает необходимость в совершенствовании их конструкций. Один из вариантов совершенствования — уменьшение толщины без балочных плит, что может быть достигнуто при установлении оптимальной величины пролетов плит перекрытий. Поскольку объем железобетона в колоннах составляет 4,5% (в плитах перекрытий — 45%), при уменьшении пролетов плит перекрытий за счет увеличения количества колонн можно добиться уменьшения общего объема железобетона в каркасе. Другой вариант уменьшения толщины плит — использование предналряженных капителей в опорных частях перекрытий, что может снизить расход бетона на 20—25%.
Для сокращения расхода арматуры желательно сетку колонн приблизить к квадратной. При шаге колонн более 8 м целесообразно применять преднапряженный железобетон, что позволит уменьшить толщину плит и расход стали. Напряжение может быть выполнено как предварительным, так и последующим натяжением арматуры на бетон плит после достижения им проектной прочности.
Технико-экономические показатели зданий, возводимых методом подъема этажей и перекрытий, могут быть улучшены также за счет использования легкого бетона, и, прежде всего керамзитобетона, благодаря снижению массы перекрытий. Вертикальные конструкции целесообразно решать в виде сборных железобетонных колонн высотой в 5— 6 этажей, элементы . жесткости — в виде пространственных ядер жесткости.
Конструктивная схема, в которой сочетаются пространственные монолитные ядра жесткости и безбалочные перекрытия, выполняемые методом подъема, является оптимальной. Выгодная статическая работа ядра жесткости обеспечивает высокую жесткость здания при минимальном расходе бетона и стали (экономия этих материалов может достигать 30—40% по сравнению с плоскими системами связевых диафрагм). В ядре удачно размещаются лестнично-лифтовые узлы, вентиляционные шахты,, мусоропроводы и другие коммуникации,
Конструкции наружных ограждений следует всемерно облегчать. Для общественных зданий должны найти применение легкие панели на основе алюминиевых конструкций с эффективным утеплителем, для изготовления которых в последние годы создана производственная база.
Наряду с развитием панельного и каркасно-панельного строительства в Москве намечается расширить применение метода подъема этажей и перекрытий, для чего представляется необходимым провести комплекс организационно-технических мероприятий. Метод подъема этажей и перекрытий отличается спецификой в технологии производства работ, использовании оборудования, имеются особенности при конструировании зданий и сооружений, выборе архитектурно-планировочных решений. В связи с этим для развития применения в Москве монолитного железобетона, и в частности одного из наиболее эффективных методов—метода подъема перекрытий и этажей, намечено создать техническую базу, оснащенную подъемным оборудованием, располагающую производством для изготовления опалубки, оснастки, арматурных сеток и каркасов, приготовления, транспортирования и укладки бетона и т. п.
Наиболее рациональным представляется создание, по опыту ереванских строителей, специализированной комплексной фирмы — объединения по строительству из монолитного железобетона, в состав которого должны входить: строительно-монтажная организация; проектировщики, разрабатывающие проекты зданий и сооружений, проекты организации строительства и производства работ; производственная и комплектовочная база (механический и арматурный цеха, цех по изготовлению опалубки и оснастки, база механизации), располагающая необходимыми механизмами, оборудованием, материалами. Такое объединение может выполнять весь комплекс работ по возведению здания, включая сантехнические, электротехнические и отделочные, со сдачей объекта в эксплуатацию, либо работать на субподрядных началах у общестроительных трестов Главмосстроя и Главмоспромстроя.
Решение всех организационно-технических вопросов откроет широкую дорогу использованию в Москве прогрессивного и высокоэффективного метода строительства —1 подъемом перекрытий и этажей.