CC BY
62АНАЛИЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОБЛЕГЧЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ МОНОЛИТНЫХ ПЛИТ В РОССИЙСКОЙ
И ЗАРУБЕЖНОЙ ПРАКТИКЕ 1 2 Аралов Р.С. , Римшин В.И.
1 Арапов Роман Сергеевич - экономист первой категории, Фонд капитального ремонта г. Москвы;
2Римшин Владимир Иванович - заместитель генерального директора по научной работе,
АО «ВНИИжелезобетон», г. Москва
Аннотация: рассмотрены основные зарубежные технологии возведения монолитных плит с использованием неизвлекаемых пустотных вкладышей: Airdeck, BubbleDeck, Cobiax, Daliform Group, Монофант. Проведен анализ аналогичных методов облегчения конструкций в российской практике. Подробно описана последовательность работ при технологии BubbleDeck.
Ключевые слова: облегченные монолитные плиты, плиты с пустотными вкладышами, пенополистирольные вкладыши, технология BubbleDeck, Airdeck, Cobiax, Daliform Group, Монофант.
УДК 693.5
В настоящее время использование облегченных конструкций в строительной практике становится все более популярным. Разновидностью таких конструкций являются монолитные перекрытия с неизвлекаемыми пустотными вкладышами. Использование этих изделий позволяет заметно уменьшить расход применяемых материалов (не ухудшив при этом прочностные характеристики материала) и за счет этого уменьшить уровень нагружения на фундамент сооружения.
На сегодняшний момент применение пустотных вкладышей в монолитном изделии предлагаются по таким технологиям как Airdeck, BubbleDeck, Cobiax, Daliform Group, Монофант. Рассмотрим разновидности предлагаемых технологий и проведем анализ аналогичных методов облегчения конструкций в российской практике.
Технология Airdeck представляет собой изготовленную в заводских условиях железобетонную плиту с установленными полипропиленовыми коробками (шаг 300 мм). Сечение вкладышей 200х200 мм, высота меняется в границах от 120 до 350 мм [1].
При технологии BubbleDeck используется несколько типов создания пустотных плит. Первый представляет собой аналог предыдущей технологии, разница состоит в армировании и иной формой вкладыша конструкции. Вкладыши данной технологии имеют форму сферы или эллипса, размеры варьируются от 1800 до 360 мм, в зависимости от толщины будущей конструкции [2].
Также данной фирмой изготавливаются модули, состоящие из арматурного каркаса и установленных в нем вкладышей. Такие модули в последствие поставляются на строительную площадку и устанавливаются в готовую опалубку, далее происходит процесс бетонирования. И последним типом технологии BubbleDeck являются изготовленные на заводе пустотные железобетонные плиты для последующего монтажа на строительной площадке.
Отличие следующей технологии Cobiax заключается в том, что уже готовые арматурные модули с пустотными вкладышами укладываются в опалубку вручную, непосредственно на строительной площадке. В зависимости от толщины бедующей конструкции применяются две разновидности вкладышей: для плит толщиной 200-350 мм используются вкладыши в виде эллипса, а для плит 300-600 мм - в виде сферы [3].
Технология Daliform Group позволяет изготавливать плиты толщиной 200-760 мм, при этом используются полипропиленовые столбики сечением 520х520 мм и высотой 100-560 мм. А для создания ребристых плит (с ребрами в одном направлении)
предлагается использовать П-образные вкладыши с сечением 1200х400 мм и высотой 200 мм. В данной технологии расстояние между вкладышами регулируются при помощи распорных муфт [4].
В практике Украины широкое распространение получила технология «Монофант» (рисунок 1). В данном случае в качестве вкладышей используются пенополистирольные блоки. Укладка бетонной смеси предлагается методом торкретирования, что позволяет ускорить процесс возведения конструкции и получить материал с высокой прочностью на растяжение [5].
Рис. 1. Конструкция плиты «Монофант: 1 - пенополистирольный вкладыш
В России также занимаются решением вопроса облегчения конструкции монолитной плиты. Рассмотрим две технологии облегчения сборных монолитных плит. Ученые В.А. Яров и Д.В. Соломатин предложили использовать конструкцию, которая состоит из верхнего и нижнего железобетонного слоя, между которыми располагается утеплитель (рисунок 2). При помощи контурных ребер и вертикальных связей слои железобетона начинают выступать в роли жесткого коробчатого сечения [6].
Рис. 2. Конструкция перекрытия, предложенная В.А. Яровым и Д.В. Соломатиным: 1, 2 - железобетонный слой; 3, 4 - ребра жесткости, 5 - плиты утеплителя, 6 - отверстия в плитах утеплителя, 7 - вертикальная бетонная связь, 8 - сетки из арматуры 5-Вр, 9 - армокаркасы ребер жесткости, 10- монтажная петля
Б.А. Лабковский для создания в монолитной плите пустот предложил использовать керамические трубы. Предложенная модель состоит из металлических балок таврового сечения, на полки которых укладываются пенополистирольные плиты. Далее на плиты укладывают бетон с установленными в него керамическими трубами (до затвердения бетона). Поверх установленных труб наносится стяжка. Такая конструкция (рисунок 3) позволяет увеличить несущую способность конструкции, улучшить ее звуко- и теплоизоляционные характеристики [7].
Рис. 3. Конструкция перекрытия, предложенная Б.А. Лабковским:
1 - металлическая тавровая балка; 2 - пенополистирольная плита; 3 - бетонная подушка;
4 - керамическая труба; 5 - стяжка из бетона; 6 - лист гипсокартона; 7 - саморезы
По причине наибольшей популярности рассмотрим подробнее способ устройства плиты с полыми вкладышами BubbleDeck. Данная технология позволяет уменьшить вес этажа до 35% при сравнении с монолитной плитой из сплошного бетона.
Еще одним плюсом предложенного метода является его высокотехнологичность. Готовые армокаркасы с вкладышами поставляются с завода на место строительства. Там их укладывают в готовую опалубку. Защитный слой бетона создается за счет того, что армокаркасы укладывают на фиксаторы. Далее производится бетонирование конструкции.
Бетонирование плиты осуществляется бетонной смесью, которая заполняет пространство между вкладышами и арматурой. Для подачи и распределения бетонной смеси применяют бетононасос [8].
Бетонирование осуществляется отдельными участками-захватками. Бетонная смесь должна иметь подвижность 7-10 см.
Представители данного метода заявляют, что по сравнению с плитой из сплошного бетона, количество бетонной смеси на единицу площади перекрытия становится меньше на 32%, расход стали на 20% и на 35% сокращается время опалубочных работ.
Применение таких систем позволяет проектировщикам открывать широкие перспективы для своего творчества. Такой способ позволяет перекрывать большие площади, используя при этом минимальное количество опор. Так, в США впервые по данной технологии было возведено здание колледжа Harvey Mudd (рисунок 4).
Рис. 4. Здание колледжа Harvey Mudd
Архитекторам удалось создать максимум открытого пространства, с высокими потолками (до 6 метров) и пролетом между колоннами более 12 метров.
В России данная технология была применена при строительстве 17-этажного дома в Ярославле, что говорит о внедрении конструкций BubbleDeck в российскую практику строительства [9].
Произведем анализ технико-экономических показателей некоторых из рассмотренных технологий. Сравнение показателей будем производить для толщины перекрытия 300 мм [10].
Таблица 1. Технико-экономические показатели конструкций технологий Airdeck, BubbleDeck,
Daliform Group, Монофант
Технология Объем вкладыша, 3 см Шаг вкладышей, см Кол-во вкладышей на 1 м2, шт. Объем вкладышей, м3/м2 Приведенная толщина перекрытия, см Процентное отношение заявленной и приведенной толщины перекрытия, %
Airdeck 4920 36 14 0,054 24,48 18,4
BubbleDeck 3720 24 30 0,091 20,64 31,2
Daliform Group 33600 77 3 0,082 21,84 27,2
Монофант 145800 120 1 0,1458 15,42 48,6
По результатам таблицы 1 была построена диаграмма (рисунок 5).
■ Aird«ck i6ubbl<D«ck ■ Daliform Group ■ Монофант
48.6
Рис. 5. Диаграмма, выражающая процентное отношение заявленной и приведенной
толщины перекрытия
Исходя из данных таблицы 1 и рисунка 9, можно сделать вывод, что технология «Монофант» позволяет достигнуть наименьшей приведенной толщины перекрытия.
Рассмотренные технологии возведения монолитных конструкций с пустотными вкладышами хорошо налажены за рубежом, но в нашей стране она делает лишь первые шаги. Начинают возводиться дома по данной технологии, проводятся исследования по моделированию работы шарообразных форм в плитных перекрытиях, разрабатываются первые нормативные документы.
Список литературы
1. AirDeck® System. [Electronic resource]. URL: http://www.airdeck.com/ (date of access: 05.05.2017).
2. BubbleDeck® System. [Electronic resource]. URL: http://www.bubbledeck-uk.com/ (date of access: 17.05.2017).
3. Cobiax® System. [Electronic resource]. URL: http://www.cobiax.com/startseite/ (date of access: 30.04.2017).
4. DALIFORM group. [Electronic resource]. URL: http://ru.daliform.com/prodotti/categori e.php/ (date of access: 15.05.2017).
5. Шмуклер В.С. «Система «Монофант» для возведения монолитных железобетонных каркасов». Вестник ХНАДУ, 2015. Выпуск № 71. С. 79-81.
6. Нотенко С.Н. и др. Техническая эксплуатация жилых зданий учебник для студентов высших учебных заведений, обучающихся по строительным специальностям под ред. В.И. Римшина, А.М. Стражникова Москва, 2012. Сер. Для высших учебных заведений (Изд. 3-е, перераб. и доп.).
7. Казачек В.Г. и др. Обследование и испытание зданий и сооружений учебник для студентов вузов, обучающихся по специальностям «Промышленное и гражданское строительство» направления подготовки «Строительство» под ред. В.И. Римшина. Москва, 2012. (Изд. 4-е, перераб. и доп.).
8. Мосаков Б.С., Курбатов В.Л., Римшин В.И. Основы технологической механики тяжелых бетонов / Минеральные Воды, 2017.
9. Курбатов В.Л., Римшин В.И., Шумилова Е.Ю. Контроль и надзор в строительстве и жилищно-коммунальном хозяйстве / Минеральные Воды, 2016.
10. Курбатов В.Л., Римшин В.И., Шумилова Е.Ю. Геодезические работы в строительстве / Минеральные воды, 2016. Сер. Высшее профессиональное образование.
11. Курбатов В.Л., Римшин В.И., Гулынина Е.В. Специальный курс по организации строительного производства / Минеральные Воды, 2016.
12. Римшин В.И., Меркулов С.И. О нормировании характеристик стержневой неметаллической композитной арматуры / Промышленное и гражданское строительство, 2016. № 5. С. 22-26.
13. Korotaev S.A., Kalashnikov V.I., Rimshin V.I., Erofeeva I.V., Kurbatov V.L. The impact of mineral aggregates on the thermal conductivity of cement composites / Ecology, Environment and Conservation, 2016. Т. 22. № 3. P. 1159-1164.
14. Erofeev V., Karpushin S., Rodin A., Tretiakov I., Kalashnikov V., Moroz M., Smirnov V., Smirnova O., Rimshin V., Matvievskiy A. Physical and mechanical properties of the cement stone based on biocidal portland cement with active mineral additive / Materials Science Forum, 2016. Т. 871. P. 28-32.
15. Erofeev V.T., Zavalishin E.V., Rimshin V.I., Kurbatov V.L., Stepanovich M.B. Frame composites based on soluble glass. / Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences, 2016. Т. 7. № 3. P. 2506-2517.
16. Krishan A.L., Troshkina E.A., Rimshin V.I., Rahmanov V.A., Kurbatov V.L. Load-bearing capacity of short concrete-filled steel tube columns of circular cross section / Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences, 2016. Т. 7. № 3. P. 2518-2529.
17. .Bazhenov Y.M., Erofeev V.T., Rimshin V.I., Markov S.V., Kurbatov V.L. Changes in the topology of a concrete porous space in interactions with the external medium / Engineering Solid Mechanics, 2016. Т. 4. № 4. P. 219-225.
18.Анпилов С.М., Ерышев В.А., Гайнуллин М.М., Мурашкин В.Г., Мурашкин Г.В., Анпилов М.С., Римшин В.И., Сорочайкин А.Н., Китайкин А.Н. Сайдинг / патент на полезную модель RUS 160424 18.09.2015.
19.Анпилов С.М., Ерышев В.А., Гайнуллин М.М., Мурашкин В.Г., Мурашкин Г.В., Анпилов М.С., Римшин В.И., Сорочайкин А.Н., Китайкин А.Н. Сендвич-панель / патент на полезную модель RUS 158890 18.09.2015.
20.Анпилов С.М., Ерышев В.А., Гайнуллин М.М., Мурашкин В.Г., Мурашкин Г.В., Анпилов М.С., Римшин В.И., Сорочайкин А.Н. Ногоклетьевой профилегибочный стан / патент на полезную модель RUS 156248 05.03.2015.
21.Анпилов С.М., Анпилов М.С., Гайнуллин М.М., Ерышев В.А., Мурашкин В.Г., Мурашкин Г.В., Римшин В.И., Сорочайкин А.Н., Китайкин А.Н. Фасадная система комфортного здания / патент на изобретение RUS 2608373 07.09.2015.
НОВЕЙШИЕ ИННОВАЦИИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ,
В КОТОРЫХ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСЛЕДНИХ
НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И БИОНИЧЕСКОГО ПОДХОДА
1 2 Аралов Р.С. , Старостин А.Р.
1 Арапов Роман Сергеевич - экономист первой категории, Фонд капитального ремонта г. Москвы; 2Старостин Антон Русланович - магистр, Жилищно-коммунальный комплекс, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный строительный университет, г. Москва
Аннотация: в статье рассмотрены современные инновации в сфере строительных материалов и их применение в мире.
Ключевые слова: инновации в строительных материалах, самозалечивающийся эластичный бетон, земляной грунт, деревянные дома-купола.
