Научная статья на тему 'Методика выбора схем комплексной механизации модульного строительства'

Методика выбора схем комплексной механизации модульного строительства Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
623
118
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ТРАНСФОРМИРУЕМЫЕ СООРУЖЕНИЯ / БЛОК-МОДУЛИ / СКОРОСТНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО / БЛОКИ ЗАВОДСКОГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ / МОДУЛЬНЫЕ ЗДАНИЯ / СБОРНЫЕ ДОМА / ДОМА КОНСТРУКТОРЫ / PRE-FABRICATED STRUCTURES / MODULES / HIGH-SPEED CONSTRUCTION / PREFABRICATED BLOCKS / MODULAR BUILDINGS

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Сычев С. А.

На основе результатов проведенных исследований, анализа стандартов, с учетом современного уровня технологии строительного производства предложены и обоснованы критерии оценки монтажа конструкций из объёмно-пространственных модулей различных типов, и модификаций изготовляемые индустриальным методом, в том числе типа «сэндвич» или из комбинированных конструкций, что диктуется вариантностью проектов строительства. Формирование метода монтажа заключается в поиске рациональных решений путем последовательного анализа составляющих организационно-технологической структуры. Настоящее исследование представляет собой опыт систематизированного изложения технологических основ анализа эффективности инженерных решений при строительстве зданий из модулей и контроля качества монтажных работ. Автор считает, что такой научно-обоснованной базой, способной дать надежную основу и методологию проектирования рациональных процессов строительства зданий из модулей, может и должен быть развернутый анализ взаимоувязанных факторов строительного производства, которые, в своей совокупности, определяют уровень эффективности технологий строительства зданий из модулей. При разработке механизированной технологии модульного строительства предложены модели последовательности этапов проектирования.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The method of selection of schemes of complex mechanization modular construction

The main maintenance of a diversification Based on the results of the studies, analysis of standards, taking into account the modern level of construction technology proposed and justified evaluation criteria installation of constructions of spatial modules of various types, and modifications produced by industrial methods, including "sandwich" or combined structures that dictated VA-reantaso construction projects. The formation method of installation is to find sustainable solutions through continuous analysis of components of organizational and technological structures. The present study represents the experience of a systematic presentation of the technological foundations of the analysis of efficiency of engineering solutions in the construction of buildings of the modules and quality control of construction works. The author believes that such a science-based framework that is able to provide a robust framework and methodology for designing rational processes of construction of buildings of the modules, can and should be a detailed analysis of the interrelated factors of construction, which, together, determine the level of efficiency of technologies of construction of buildings of the modules. During the development of mechanized technology, the modular construction of the proposed model the sequence of design stages.of production as activity of subjects of managing is considered. being shown in purchase of the operating enterprises, the organizations of the new enterprises, redistribution of investments in interests of the organization and development of new production on available floor spaces. The most important organizational economic targets of a diversification of management are presented by innovative activity of the industrial enterprise.

Текст научной работы на тему «Методика выбора схем комплексной механизации модульного строительства»

Методика выбора схем комплексной механизации модульного строительства

С.А. Сычев

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный

университет

Аннотация: На основе результатов проведенных исследований, анализа стандартов, с учетом современного уровня технологии строительного производства предложены и обоснованы критерии оценки монтажа конструкций из объёмно-пространственных модулей различных типов, и модификаций изготовляемые индустриальным методом, в том числе типа «сэндвич» или из комбинированных конструкций, что диктуется вариантностью проектов строительства. Формирование метода монтажа заключается в поиске рациональных решений путем последовательного анализа составляющих организационно-технологической структуры. Настоящее исследование представляет собой опыт систематизированного изложения технологических основ анализа эффективности инженерных решений при строительстве зданий из модулей и контроля качества монтажных работ. Автор считает, что такой научно-обоснованной базой, способной дать надежную основу и методологию проектирования рациональных процессов строительства зданий из модулей, может и должен быть развернутый анализ взаимоувязанных факторов строительного производства, которые, в своей совокупности, определяют уровень эффективности технологий строительства зданий из модулей. При разработке механизированной технологии модульного строительства предложены модели последовательности этапов проектирования.

Ключевые слова: трансформируемые сооружения, блок-модули, скоростное строительство, блоки заводского изготовления, модульные здания, сборные дома, дома конструкторы.

Ключевыми направлениями развития прогрессивных технологий являются: комплексная механизация модульного строительства и автоматизация контроля их выполнения. Получение новых знаний о закономерностях в технологии монтажных работ позволяет сформулировать технологические требования по формированию комплексов монтажного оборудования, оснащению их средствами автоматизации контроля и управления, используемых при монтаже и контроле качества модульного строительства, а также при производстве монтажных работ в суровых природно-климатических условиях.

Научное и технико-экономическое обоснование прогрессивных методов производства и контроля качества модульных зданий позволяет повысить точность выполнения технологических операций, устранить трудоемкие операции, добиться экономии материалов и в целом способствовать росту качества конечной продукции - зданий из модулей и повышению эффективности монтажных работ.

Преобразования в технике и технологии модульного строительства зданий, прорыв в технологии монтажных работ возможен только на основе внедрения новых и реализации новых плодотворный идей, связанных с появлением новых материалов, конструкций модулей, новых монтажных машин и роботов, новых методов производства монтажных работ и организации труда на строительной площадке. Внедрение интенсивных технологий на базе передовой техники, роботов, прогрессивных технологических процессов и гибких технологий производства монтажных работ позволяет создавать принципиально новые ресурсо-энергосберегающие, безотходные, малооперационные эффективные технологии.

Актуальность рассматриваемых вопросов подчеркивается наличием серьезных недостатков в строительстве зданий из модулей, связанных с незавершенной проработкой индустриальных методов и способов монтажа модулей, отсутствием на стройках перспективных средств механизации и автоматизации монтажа модулей [1-21].

Настоящее исследование представляет собой опыт систематизированного изложения технологических основ анализа эффективности инженерных решений при строительстве зданий из модулей и контроля качества монтажных работ. Автор считает, что такой научно-обоснованной базой, способной дать надежную основу и методологию проектирования рациональных процессов строительства зданий из модулей, может и должен быть развернутый анализ взаимоувязанных факторов строительного

N

производства, которые, в своей совокупности, определяют уровень эффективности технологий строительства зданий из модулей.

При разработке механизированной технологии модульного строительства следует придерживаться следующей последовательности этапов проектирования:

• уточнение исходных данных. Характеристика монтажных работ объекта;

• учет природно-климатических, инженерно-геологических и социально-экономических факторов строительства;

• выбор принципа строительства и методов устройства здания из модульных систем;

• уточнение типа и конструктивных характеристик модульного здания и модулей;

• технико-экономическое сравнение вариантов технологических комплексов и модульных систем;

• выбор эффективной технологии строительства зданий из модульных систем;

• установление способа устройства модулей и состава технологических операций;

• выбор средств механизации из имеющейся номенклатуры парка машин для производства монтажных работ по группам: манипуляторы, краны, транс-роботы, машины для вспомогательных работ, технологическая оснастка (кондукторы, платформы), оборудование для контроля качества;

• проверка на технологическую совместимость и надежность машин в комплекте;

• выбор нормокомплектов для модульного строительства; выбор варианта технологической схемы комплексной механизации строительных

процессов, технологии и механизации строительства зданий из модульных систем;

• технико-экономическое обоснование принятого варианта производства монтажных работ;

• разработка технологических карт строительства зданий из модульных систем с учетом комплексной механизации технологических процессов.

1. Проведение инженерно-геологических изысканий. Уточнение исходных данных

2. Выбор принципа строительства, эффективной технологии монтажа модулей

3. Выбор вида модулей. Определение их расчетных характеристик

4. Определение объемов монтажных, вспомогательных и других работ

5. Выбор рациональной технологии и способов модульного страитеп ьства

6. Определение технических характеристик монтажных машин

7. Подбор нормокомплекгов монтажного оборудования, средств комплексной механизации, автоматизации и контроля процессов

8. Комплектация средств малой механизации, технологической оснастки (кондукторы, платформы, направляющие)

9. Составление схем комплексной механизации полного технологического цикла

10. Технико-экономическое обоснование принятого варианта механизации монтажных работ

Рис. 1. -Последовательность проектирования схем механизации при

модульном строительстве

Рис. 2. -Структурная схема выполнения монтажных работ по индустриальной ресурсо-энергосберегающей технологии модульного

строительства

Таблица №1

Модель выбора рациональной комплексно-механизированной _технологии модульного строительства_

А \4j a¡ \ Технологические процессы

qi q2 • « • Qm

Машины для монтажных работ S1t S,2 S13 - ■ - Sim

а2 S21 S22 S23 ■ 9. » ®2m

аз S31 s32 S33 . . .

• • • т • • * « » Л » * •

ап sn1 Sn2 Sn3 m ж я Snm

1 комплект S21 * S12 * S13 * S1m

II комплект ®31 " ®23 * ®2m

Парк машин А= (a¡}¡=T , п — количество машин для монтажа модулей

Q = {q,} j=t, m — количество технологических процессов

Степень совместимости монтажных машин и механизмов в комплекте

din = Жоп) _ Н(ап//), (1)

Уровень технологической организованности системы

= ¿I [2Г=1 H(qj)mA - 1)] , (2)

п т

, где H(snm) = log2 P(Snm) , (3)

i=ij=i

И

Монтажное оборудование (краны, манипуляторы, транс-роботы, подъемники)

Сменное монтажное оборудование. Вспомогательная техника

Технологическая оснастка (кондукторы, платформы)

Средства малой механизации. Машины для соединения модулей

Комплекты машин для монтажных работ. Нормокомплекты монтажного оборудования

Универсальные машины с комплектом сменного рабочего оборудования

Средства автоматизации и контроля качества

Универсальные машинные комплексы для монтажа объемных модулей

Средства АСУ, ВТ и элементы робототехники

Механизированные комплексы монтажа модулей и модульных систем с элементами автоматики и робототехники

• Кран или подъемная платформа

• Комплект быстрозаменяемога монтажного оборудования и машин для соединения модулей

■ Автоматическая система управления и непрерывного контроля процесса монтажа модулей

Автоматизированные робототехнические комплексы монтажных работ

■ Роботизированный траноманипулятор, оснащенный АСУ ТП

• Автоматическая система управления процессами с использованием ЭВМ

■ Микропроцессоры для выполнения программ технологических операций

• Терминалы управления микропроцессорами

Рис. 3. -Развитие средств комплексной механизации модульного

строительства

Выводы:

1. Разработана схема выполнения монтажных работ по индустриальной энерго-ресурсосберегающей технологии высокоскоростного строительства зданий из модульных систем.

2. Представлена модель выбора рациональной комплексно-механизированной технологии модульного строительства.

Литература

1. Адам Ф.М. Совершенствование технологии строительства модульных быстровозводимых малоэтажных зданий. Дис. канд. техн. наук. СПб.: СПбГАСУ, 2001. 154 с.

2. Асаул А.Н., Казаков Ю.Н., Быков Б.1Ъ, Князь И.П., Ерофеев П.Ю. Теория и практика использования быстровозводимых зданий. СПб, Гуманистика, 2004. 463 с.

3. Афанасьев А.А. и др. Технология возведения полносборных зданий. Москва, 2000. 287 с.

4. Афанасьев А.В., Афанасьев В.А. Организация строительства здания и сооружения: перспективы использования в современных условиях. СПб, Стройиздат, 1998. С. 226-230.

5. Верстов В.В., Бадьин Г.М. Особенности проектирования и строительства зданий и сооружений в Санкт-Петербурге, Журнал «Вестник гражданских инженеров», №1(22) 2010, С. 96-105.

6. Казаков Ю.Н., Сычев С.А. Система возведения домов заводского изготовления. Сборник: Наука и образование в жизни современного общества, сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции в 14 томах. Тамбов, 2015. С. 63-65.

7. Матвеев Е.П. Теория, методы и технологии реконструкции жилых зданий различных периодов постройки: дис. ... докт. техн. наук. М.: МГСУ, 2000. 48 с.

8. Угорелова Н.В. Автоматизация монтажа сборных строительных конструкций: диссертация ... кандидата технических наук. Москва, 2000 167 а

9. Сычев С. А. Технология ускоренного монтажа мансард из унифицированных сэндвич-панелей// Издательство: Политехнический ун-т, СПб, 2010. 179с.

10. Сычев С. А., Энергоэффективный подход к возведению высотных зданий // Журнал «Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук», Москва, 2014. № 10. С. 58-61.

11. Вержбовский Г.Б. Быстровозводимые малоэтажные здания из композитных материалов // Инженерный вестник Дона, 2015, № 3 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2015/3122

12. Погорелов В.А., Карандина Е.В., Побегайлов О.А. Особенности технико-экономического обоснования организационно-технологического проектирования реконструкции // Инженерный вестник Дона, 2013, № 4 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2013/2103

13. Сычев С. А., Технология высокоскоростного строительства малоэтажных зданий// В сборнике: Актуальные вопросы технических наук Сборник материалов международной научной конференции. Киров, 2014. С. 71-76.

14. Anderson, M., Anderson, P. (2007). Prefab prototypes: Site-specific design for offsite construction. Princeton Architectural Press, 123 p.

15. Day, A. (2011). When modern buildings are built offsite. Building engineer, 86(6), pp.18-19.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

16. Fudge, J., Brown, S. (2011). Prefabricated modular concrete construction. Building engineer, 86(6), pp. 20-21.

17. Head, P.R. (2001). Construction materials and technology: A Look at the future. Proceedings of the ICE - Civil Engineering, 144(3), pp. 113-118.

18. Knaack, U., Chung-Klatte, Sh., Hasselbach, R. (2012). Prefabricated systems: Principles of construction. De Gruyter, 67 p.

19. Rounce, G. (1998) Quality, waste and cost considerations in architectural building design management International Journal of Project Management, 16(2), pp. 123-127.

20. Swamy, R.N. (2001). Holistic design: key to sustainability in concrete construction. Proceedings of the ICE - Structures and Buildings, 146(4), pp. 371379.

21. Wang, Y., Huang, Z., Heng, L. (2007). Cost-effectiveness assessment of insulated exterior wall of residential buildings in cold climate. International Journal of Project Management, 25(2), pp. 143-149.

References

1. Adam F.M. Sovershenstvovanie tehnologii stroitel'stva modul'nyh bystrovozvodimyh malojetazhnyh zdanij [Improving the technology of modular construction of prefabricated low-rise buildings]. Dis. kand. tehn. nauk. SPb.: SPbGASU, 2001. 154 р.

2. Asaul A.N., Kazakov Ju.N., Bykov B.JL, Knjaz' I.P., Erofeev P.Ju. Teorija i praktika ispol'zovanija bystrovozvodimyh zdanij [Theory and practice of using prefabricated buildings]. SPb, Gumanistika, 2004. 463 р.

3. Afanas'ev A.A. i dr. Tehnologija vozvedenija polnosbornyh zdanij [Technology of prefabrication buildings]. Moskva, 2000. 287 р.

4. Afanas'ev A.V., Afanas'ev V.A. Organizacija stroitel'stva bystrovozvodimyh zdanij i sooruzhenij. Bystrovozvodimye i mobil'nye zdanija i sooruzhenija: perspektivy ispol'zovanija v sovremennyh uslovijah [Organization of construction of buildings and structures: prospects of use in modern conditions]. SPb, Strojizdat, 1998. рр. 226-230.

5. Verstov V.V., Bad'in G.M. Zhurnal «Vestnik grazhdanskih inzhenerov», №1 (22) 2010, рр. 96-105.

6. Kazakov Ju.N., Sychev S.A. Sbornik: Nauka i obrazovanie v zhizni sovremennogo obshhestva, sbornik nauchnyh trudov po materialam Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii v 14 tomah. Tambov, 2015. рр. 63-65.

7. Matveev E.P. Teorija, metody i tehnologii rekonstrukcii zhilyh zdanij razlichnyh periodov postrojki [Theory, methods and technologies of reconstruction of residential buildings of different periods of construction]: dis. ... dokt. tehn. nauk. M.: MGSU, 2000. 48 р.

8. Ugorelova N.V. Avtomatizacija montazha sbornyh stroitel'nyh konstrukcij [Automating the installation of precast building structures]: dissertacija ... kandidata tehnicheskih nauk. Moskva, 2000, 167 р.

9. Sychev S. A. Tehnologija uskorennogo montazha mansard iz unificirovannyh sjendvich-panelej [Technology fast assembly of attics from unified sandwich panels]. Izdatel'stvo: Politehnicheskij un-t, SPb, 2010. 179 р.

10. Sychev S.A. Zhurnal «Aktual'nye problemy gumanitarnyh i estestvennyh nauk», Moskva, 2014. № 10. pp. 58-61.

11. Verzhbovskij G.B. Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2015, № 3.

12. Pogorelov V.A., Karandina E.V., Pobegajlov O.A. // Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2013, № 4.

13. Sychev S.A. V sbornike: Aktual'nye voprosy tehnicheskih nauk Sbornik materialov mezhdunarodnoj nauchnoj konferencii. Kirov, 2014. pp. 71-76

14. Anderson, M., Anderson, P. (2007). Princeton Architectural Press, 123 p.

15. Day, A. (2011). Building engineer, 86(6), pp.18-19.

16. Fudge, J., Brown, S. (2011). Building engineer, 86(6), pp. 20-21.

17. Head, P.R. (2001). Proceedings of the ICE - Civil Engineering, 144(3), pp. 113-118.

18. Knaack, U., Chung-Klatte, Sh., Hasselbach, R. (2012). Prefabricated systems: Principles of construction. De Gruyter, 67 p.

19. Rounce, G. (1998) International Journal of Project Management, 16(2), pp. 123-127.

20. Swamy, R.N. (2001). Proceedings of the ICE - Structures and Buildings, 146(4), pp. 371-379.

21. Wang, Y., Huang, Z., Heng, L. (2007). International Journal of Project Management, 25(2), pp. 143-149.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.