CC BY
10Расчет конструкций
Ц M .1
Научно-технический и производственный журнал
УДК 624.012.35
Томас ФОРЕЙТЕК, руководитель подразделения САПР, компания Х. Катценбергер «Заводы бетонных и сборных конструкций GmbH»
(Вена, Австрия)
Бетонная мансарда из многоугольных стеновых элементов сборного железобетона спроектирована в Allplan Precast
С ноября 2005 по май 2006 г. компания Х. Катценбергер «Заводы бетонных и сборных конструкций GmbH» (H. Katzenberger Beton- und Fer tigteilwerke Ges.m.b.H), член группы промышленных компаний Syspro, реализовала необычный строительный проект «Casa Cascada» - жилой дом с 40 сдаваемыми внаем квартирами, из них 8 двухэтажных квартир, занимающих мансардные этажи. От цокольного этажа, насчитывающего 32 машиноместа, до второго мансардного этажа застроено приблизительно 3200 м2 двойных стен и 3000 м2 сборно-монолитных перекрытий. Особенностью проекта являлись многоугольные стеновые элементы, использованные в конструкции мансардных этажей.
Ключевые слова: информационные технологии для заводов ЖБК, монтажный план, схема армирования, 3D-изображения деталей строительной конструкции, САПР железобетонных изделий, Allplan Precast.
Хотя особенностью, давшей название проекту (Casa Cascada -дом-каскад, дом-водопад), разработанному архитектурным бюро Альберта Вим-мера, была так называемая каскадная лестница со стороны двора, кульминацией постройки являются мансардные этажи специфической формы. Заказчик - фирма Strabag AG (Вена) проявлял особый интерес к мансардным этажам, в которых на первый взгляд было невозможно использовать сборные конструкции, в частности полусборные элементы компании Х. Катценбергер «Заводы бетонных и сборных конструкций GmbH» (H. Katzenberger Beton- und Fer tigteilwerke Ges.m.b.H) - двойные стены (рис. 1). После принципиального соглашения ведущих инженеров проекта о возможности использования двойных стен в массивных конструкциях крыши началась разработка сборных конструкций с помощью САПР.
Руководитель подразделения САПР лично руководил проектированием и координацией работ по созданию стен мансардного этажа. Прежде всего было необходимо превратить существующие чертежи в готовую к использованию 3D-модель. Из этой модели должны были выводиться все детальные технические решения. В связи со сложной геометрией двумерное отображение не в состоянии наглядно представить определенные геометриче-
Рис. 1. Компания Х. Катценбергер «Заводы бетонных и сборных конструкций GmbH», член группы Syspro, выполнила проект, используя сборно-монолитные перекрытия, двойные стеновые элементы и проектирование в Allplan Precast. Первоначально проект был рассчитан на исполнение в монолитном бетоне.
44
10'2011
Научно-технический и производственный журнал
Расчет конструкций
Рис. 2. Трехмерная анимация мансардных этажей (а) дает представление о реальной конструкции. На основе 3D-моделей (б) в Allplan Precast создавались чертежи для сборки элементов (в)
ские ситуации. На этой стадии САПР Nemetschek Allplan Precast оказалась исключительным инструментом. В кратчайшее время удалось подготовить 3D-изображения, на основе которых стали наглядными все детали строительных конструкций мансардных этажей (рис. 2); спроектировать детали соединений между различными вертикальными панелями, уклонами крыши или пересекающимися под углом архитектурными элементами. Кроме того,
с помощью программного комплекса определена последовательность сборки. Поскольку как строительная фирма, так и поставщик бетонных элементов с подобным проектом, особенно с таким способом использования двойных стен, еще не сталкивались, было принято решение о создании одной из крыш в качестве прототипа. Для этого необходимо было осуществлять бетонирование одновременно со смещением по времени (методом пирамиды) на
10'2011
45
Расчет конструкций
------ЖИЛИЩНОЕ ---
строительство
Научно-технический и производственный журнал
четвертом верхнем этаже, первом и втором мансардном этажах, что поставило дополнительную задачу логистики перед заводом сборных конструкций.
Особенности мансардных этажей. Наружные стены первого мансардного этажа имеют со стороны улицы наклон 83°, и в плане они выглядят как зубья пилы. Со стороны двора каскадная лестница заканчивается на уровне самой верхней крытой галереи. В ее двойных стенах, как и в других четырех верхних этажах, находятся входные двери квартир, которые размещались в панелях на заводе. В области лифта уже на этом этаже со стороны двора начинается уклон крыши 45о. В наружном углу здания надо было сформировать пересечение конька с двойными стенами. Подоконник на сторону улицы был выполнен как надпотолочная балка для углового окна на четвертом этаже. Черное перекрытие первого мансардного этажа в области террасы имеет понижение и содержит углубления в качестве консольных опор для закрученного на четверть сборного лестничного марша. Во втором мансардном этаже уклон в 83о вдоль косо лежащего в помещении конька двух сводов переходит в крышу с уклоном 45о. Со стороны двора крыши имеют треугольные слуховые окна. Ендова и конек (с изломом) выполнены в двойных стенах. Чтобы выдержать требования прочности, были предусмотрены специальные области для соединительной арматуры, к примеру, наружные оболочки двойных стен над углами не были закрыты (рис. 3).
Таким же образом элементы на поперечных стенах получили в обеих стенных оболочках пазы для бетонирова-
ния. Обсуждение модели и способа возведения велись специалистами непосредственно на месте, после чего последовало собственно проектирование сборных конструкций. Из 3D-модели все существенные края были перенесены в контуры сборных элементов с учетом швов вразбежку и других краевых условий. При этом возникли многочисленные косоугольные трапеции. Внутренние и наружные оболочки стен вследствие многочисленных уклонов стали при этом неконгруэнтными. Без глубокого знания проекта и изрядной доли пространственного воображения о точности сопряжения по контурам элементов на чертеже можно было только догадываться.
Многочисленные разрезы и особенно сложные косоугольные проекции в монтажных планах тем не менее помогли сделать конструкцию понятной. В монтажные планы, используемые на стройплощадке, были внесены размеры всех существенных высотных отметок, углов, направлений коньков и пр., поэтому в других чертежах необходимости не было. Кроме того, очень полезными оказались дополнительные цветные распечатки в формате A3 каждой рассматриваемой конструкции.
Производство бетонных элементов. В производстве удалось полностью использовать преимущества впервые изготовленного многофункционального опалубочного робота (рис. 4). Модернизация производства с полным основанием была доверена проверенному тандему проектно-конструкторского бюро Hobl и компаниям SAA Software Engineering и Sommer Anlagentechnik. Посредством калибровки фактического положения поддона с помощью ска-
46
102011
Научно-технический и производственный журнал
-------ЖИЛИЩНОЕ ---
СТРОИТЕЛЬСТВО
Расчет конструкций
IIIIII II III
NEMETSCHEK
Engineering
Allplan Precast
Программное решение для заводов сборных конструкций
От архитектурного плана или даже идеи - к комплекту индивидуальных изделий с автоматическим получением рабочих чертежей
Включая подготовку производства, управление машинами, логистику и учет
При необходимости проектирование всех разделов одновременно на русском языке, по СНиПам и ГОСТам
Думать в новых измерениях
Nemetschek Engineering GmbH
www.nemetschek-engineering.com
Генеральный партнер в СНГ: Allbau Software GmbH
Список офисов и партнеров в СНГ:
www.allbau-software.de
Берлин / Алматы / Киев / Минск / Москва
Рис. 4. При производстве элементов в условиях производства удалось полностью использовать преимущества нового многофункционального робота опалубки
нирующей системы магниты и опалубка устанавливались всегда точно по отношению к фиксированному краю поддона. При этом относительная координатная сетка привязывалась к поддону или ее опорным точкам программным путем. Благодаря этому и многочисленным другим особенностям (высокопрочная конструкция из алюминиевого сплава; полностью цифровые сервомоторы; заново разработанный грейфер; функция смазки только занятых изделиями частей поддона и многое другое) удалось изготовить изделия на линии оборота поддонов точно и без задержек. Весь электромонтаж внутри стен осуществлен на заводе, причем вдоль осей предусматривались места подключения.
На установке сварки сеток (изготовитель Filzmoser) в замкнутом цикле изготавливались арматурные сетки по размеру изделий с наваренными каркасами и потом укладывались в опалубку.
Allplan Precast от фирмы Nemetschek Engineering заранее проверял реализуемость изготовления каждой из сеток на данной уникальной машине, чтобы избежать дорогостоящих простоев.
Создание крыши-образца на стройплощадке оказалось для строительной фирмы хорошим решением. Все сборные элементы с самого начала можно было без проблем точно соединить между собой. Плотники разработали поддерживающие конструкции для бетонных скатов. Точность применения сборно-монолитных перекрытий и особенно двойных стен для создания массивной крыши была отмечена всеми участниками строительного процесса в высшей степени позитивно. На основе заблаговременно проведенных согласований расчитанные схемы армирования четко соответствовали монтажным планам и схемам узлов. В настоящее время все квартиры в этом доме заселены.
Ждем вас на Международной выставке 1ССХ-2011 14—15 декабря 2011 г. на нашем стенде!
Санкт-Петербург, Park Inn Пулковская
Ю'2011
47
