CC BY
18
УДК 693.55
НАДЕЖНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ СТРОИТЕЛЬСТВА ЗДАНИЙ В НЕСЪЕМНОЙ ОПАЛУБКЕ ИЗ ЭКСТРУДИРОВАННОГО ПЕНОПОЛИСТИРОЛА
М.И. Харун, А.П. Свинцов, А.В. Скисова Департамент строительства, Инженерная академия Российский Университет Дружбы Народов, г. Москва, Россия
Аннотация Ключевые слова:
Одной из самых эффективных и современных технологий в несъемная опалубка, пенополисти-строительстве является возведение зданий в несъемной опа- рол, параметры качества, надеж-лубке из экструдированного пенополистирола. Опыт показы- ность, технологический дефект вает, что при строительстве железобетонных конструкций в История статьи: несъемной пенополистирольной опалубке возникают техно- Дата посгупления в редакцию ^.^Л9 логические дефекты. Дата принятия к печати ^.^Л9
В связи с этим оценка надежности технологической системы по параметрам качества является актуальной. На основе анализа полевых измерений и обобщений статистических данных определены значения частость образования структурных дефектов, а также дана оценка вероятности выполнения задания по параметрам качества.
В настоящее время технология монолитного железобетонного строительства стремительно набирает обороты. Одним из основных направлений использования энергосберегающих технологий в строительстве является строительство зданий в несъемной опалубке из экструдированного пенополистирола. Данная технологическая система очень эффективна, так как щиты пенополистирольной опалубки являются одновременно теплоизоляционными и звукопоглощающими элементами конструкций. Однако наравне с указанными свойствами данной технологической системы, весьма важным является показатель ее надежности по параметрам качества.
В результате натурных обследований установлены причинно-следственные связи образования дефектов в конструкциях, построенных в несъемной пенополистирольной опалубке. На основе натурных исследований выполнена оценка надежности технологической системы по показателям качества возводимых конструкций.
В зависимости от конструктивно-технологических решений в качестве несъемной опалубки могут быть использованы термоблоки из пенополистирола, облицовочные панели из легкосборных модулей, армированные панели, деревебетонных панели или блоки, стекломагнезитовых панелей и др. [1]. Использование несъемной опалубки при строительстве конструкций из железобетона позволяет увеличить их несущую способность и значительно снизить трудоемкость [2,3]. Основными преимуществами использования технологической системы строительства зданий в несъемной полистирольной опалубке являются: сокращение сроков строительства, снижение себестоимости зданий, существенное сокращение энергозатрат и минимальная потребность в тяжелой технике [4,5]. Одним из значительных недостатков данной технологической системы является сложность монтажа и выверка опалубки, а также отсутствие технического оборудования для надежного временного крепления панелей.
Строительство зданий в несъемной опалубке из пенополистирола позволяет решать задачи энергосбережения в процессе их эксплуатации и создавать микроклиматические условия, соответствующие нормативным требованиям. В целом, технологическая система с использованием несъемной опалубки из пенополистирола эффективна с технической и экономической точки зрения.
Несмотря на то, что строительство зданий ведется под регулярным контролем, полностью исключить появление дефектов невозможно. Одним из наиболее часто встречающихся дефектов является нарушение геометрической точности параметров стен в поперечном направлении (тяга). Анализ исследований [6] показывает, что на количество дефектов, повышающих риск аварий в зданиях и сооружениях, существенное влияние оказывает человеческий фактор. Исследование [7] показывает, что в России фактическая вероятность отказа с учетом человеческих ошибок превышает теоретическое значение риска в 15 раз. Таким образом, строительство зданий в несъемной опалубке будет энергоэффективным только в случае, если качество строительных работ будет соответствовать строительным нормам и правилам. Обеспечение высокого качества работ заключается в тотальном контроле качества состояния всех элементов и конструкций строящегося здания и установление научно обоснованных критериев объективной оценки надежности технологической системы.
Анализ источников информации на предмет данного исследования показывает, что технологическая система возведений зданий в несъемной опалубки является решением одной из важнейших задач по повышению энергетической и экономической эффективности современного строительства Однако в настоящее время существующие методы оценки ее надежности недостаточно изучены. Это ограничивает решение задач обеспечения качества строительной продукции основными принципами менеджмента качества, указанными в 180-9000.
В нашем исследовании использовались следующие методы: визуальный осмотр конструкций и выявление технологических дефектов; прямое измерение величины отклонений от проектных значений; статистический анализ результатов измерений; анализ качественных характеристик построенных конструкций по количественным параметрам на основе теории надежности технологических систем.
Технологические дефекты монолитных железобетонных конструкций, возведенных в несъемной пенополистирольной опалубки, были выявлены в ходе визуального осмотра (рис. 1).
и г
ы О
-I
ы Э СО
Рис. 1
В результате обработки результатов методом статистического анализа были получены значения дефектных участков с надежностью у = 0,90. Значения общей площади поверхности стен и потолков были приняты согласно проектной документации.
Оценка надежности технологической системы выполнена на основе определения и оценки вероятности выполнения задания (вероятности безотказной работы) по параметрам качества.
В соответствии с ГОСТ 27.203-83 вероятность выполнения задания по параметрам качества определяется по формуле:
) = РЩ < Щ}, (1)
о]
где Ш., Ш0. — соответственно фактическая и допустимая частость дефектов в партии по л'-му параметру.
Частость дефектов определяется по формуле:
Ж =
Л (Т )
N (Т )
<
I СО
ш и
2 Ё
2 2
о н
£ Ь
и ш
со и
< 5
СО X
0 5
1 У
5
СО
и
< о
I X ш I-
I
а
з е
х и
где ё(Т) — количество дефектов в партии продукции;
К(Т) — общее количество изделий в партии, изготовленной за наработку Т.
При этом наработка Т может измеряться в единицах времени, циклах функционирования или в единицах изготовленной продукции.
Исследование проведено на основе метода однократной выборки на дефектном уровне. Допустимая частота появления дефектов принята = 0,02. Минимальное значение вероятности выполнения задания по параметрам качества (гарантированное значение вероятности безотказной работы) принято Рр = 0,90.
Анализ надежности технологической системы по параметрам качества позволил получить статистически значимые результаты распределения выявленных дефектов и определить надежность критериев качества с обеспеченностью у ^ 0,90.
Технологическая система строительства монолитных железобетонных конструкций в несъемной опалубке считается экономически выгодной и перспективной, но как и любая другая технология не исключает образование дефектов, несмотря на тщательно обоснованные проектные решения. На рисунке 2 показан фрагмент стены с дефектами, вызванными тягой и расхождением панелей опалубки.
Рис. 2 Рис. 3
Главной причиной образования дефекта в конструкции является расхождение опалубки под действием укладываемого и уплотняемого бетона. Расхождение плит опалубки обусловлено разрывом перемычек, соединяющих плиты. Анализ данных показал, что надежность системы зависит от конструктивных решении и способа бетонирования конструкций. Так, в процессе осмотра выявлено, что чаще всего разрыв стяжек происходит при бетонировании с помощью бетононасоса. При использовании бетононасоса производственный персонал допускает укладку бетона большей толщиной, чем предусмотрено в технологических картах. Кроме того, существенное влияние на надежность конструкции оказывает материальная прочность стяжных стержней. Установлено, что при бетонировании опалубки на стальных стяжных стержнях по схеме «кран-бадья» или бетононасосом расхождение щитов опалубки не наблюдается.
Данный вид дефекта не является критическим для несущей способности конструкции, но может способствовать образованию мостов холода и тем самым оказывает значительное влияние на микроклимат помещений. Устранение такого рода дефекта возможно уменьшением толщины (срезкой) пенополистирольной опалубки до вертикального проектного положения (рис.3). Уменьшение теплоизоляционного слоя в свою очередь приводит к увелечению тепопотерь через ограждающие конструкции. В связи с этим задачи обеспечения качества строительной продукции необходимо рассматривать в совокупности с надежностью технологической системы. Одним из направлений оценки ее надежности является оценка по параметрам качества.
В рамках исследования установлено, что частота выявления дефектов несъемной пенополистирольной опалубки варьируется от 0,016 до 0,025 при среднем значении 0,019. Вероятность выполнения задания по параметрам качества в среднем равна Рк. = 0,946. По условию исследования было принято минимальное значение вероятности безотказной работы технологичекой системы Р6 = 0,90. Следовательно, исследуемая технологическая система монолитного железобетонного строительства зданий в несъемной пенополисти-рольной опалубке характеризуется высокой надежностью.
Вывод: строительство зданий из монолитного железобетона в несъемной пенополистирольной опалубке является одной из самых перспективных технологических систем. Некоторые некритические де-
фекты возникают в процессе функционирования технологической системы. Наиболее значимые структурные дефекты в несъемной опалубке из пенополистирола возникают при бетонировании монолитных железобетонных конструкций и образуются в виде расхождения панелей под действием тяги от свежеуложенной бетонной смеси. В связи с этим уменьшается теплоизоляционный слой конструкций, что может привести к замерзанию в этих частях.
В результате натурных исследований и анализа дефектных ведомостей установлено, что технологическая система строительной конструкции в несъемной опалубке из пенополистирола характеризуется высокой надежностью по качественным параметрам.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Таран В.В. Устройство самонесущих стен из пенополистиролбетона в несъемной опалубке // Современное промышленное и гражданское строительство. 2013. Т. 9. № 1. С. 49—58.
2. Benjamin Scott, Noran Wahab, Adil Al-Mayah, Khaled A. Soudki. Effect of stay-in-place PVC formwork panel geometry on flexural behavior of reinforced concrete walls. Structures. Vol. 5. 2016. P. 123—130.
3. Amr Abdel Havez, Noran Wahab, Adil Al-Mayah, Khaled A. Soudki. Behaviour of PVC encased reinforced concrete walls under eccentric axial loading. Structures. Vol. 5. 2016. P. 67—75.
4. Лукашевский А.С. Совершенствование ресурсосберегающей технологии возведения зданий в несъемной опалубке // Фотинские чтения. 2014. № 1 (1). С. 152-156.
5. Усенко В.Н., Будзило Е.Е., Горовая Н.А., Кубышкина И.А. Строительство «пассивных» индивидуальных зданий с использованием несъемной опалубки из пенополистирола // Сборник научных трудов Донбасского государственного технического университета. 2016. № 3 (46). С. 80-83.
6. Тамразян А.Г., Булгаков С.Н., Рахман И.А., Степанов А.Ю. Снижение рисков в строительстве при чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера. М.: АСВ, 2012. 304 с.
7. Байбурин А.Х. Оценка вероятности аварии с учетом ошибок участников строительства // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2015. Т. 15. № 1. С. 10—13.
8. Свинцов А.П., Панин О.В. Надежность технологической системы возведения монолитных железобетонных стен // Вестник РУДН. Инженерные исследования. 2011. № 2. С. 43—47. Свинцов А.П., Небогатова А.В., Шумилин Е.Е. Технология возведения зданий в несъемной... 115
Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:
М.И. Харун, А.П. Свинцов, А.В. Скисова. Надежность технологических систем строительства зданий в несъемной опалубке из экструдированного пенополистирола. — Системные технологии. — 2019. — № 31. — С. 84—87.
RELIABILITY OF TECHNOLOGICAL TYSTEMS OF BUILDING CONSTRUCTION IN PERMANENT FORMWORK OF EXTRUDED EXPANDED POLYSTYRENE
M. I. Kharun, A. P. Svintsov, A.V. Skisova
Department of Civil Engineering Academy of Engineering, RUDN University, Moscow, Russia
Abstract:
One of the most effective and modern technologies in construction is the construction of buildings in permanent formwork of extruded polystyrene. Experience shows that technological defects occur during the construction of reinforced concrete structures in the permanent polystyrene formwork. In this regard, the assessment of the reliability of the technological system
Key words:
permanent formwork, polystyrene
foam, quality parameters, reliability,
technological defect
Date of receipt in edition: 11.04.19
Date of acceptance for printing:
13.04.19
on the quality parameters is relevant. Based on the analysis of field measurements and generalizations of statistical data, the values of the frequency of formation of structural defects are determined, and the probability of performing the task by quality parameters is estimated
U
Z н
Û -I H
D
CÛ
<
■ со 2 g
* s
U Ш
dû U
< 5
00 X
0 s
1 и
8 -
5 °
< о
rl Ш
s ï
* Ê s u
^ о
Z X
