CC BY
206
ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ. МЕХАНИЗМЫ И ОБОРУДОВАНИЕ
УДК 693.547
С.А. Синенко, Э. Эриширгил*, П.Г. Грабовый, Ю.А. Вильман, К.П. Грабовый
ФГБОУВПО «МГСУ», *Компания «Сумма А.Ш.»
ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ВОЗВЕДЕНИИ СОВРЕМЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ (НА ПРИМЕРЕ КОМПЛЕКСА ММДЦ «МОСКВА-СИТИ»)
На примере многофункционального 70-этажного комплекса (ММДЦ «Москва-Сити») рассмотрены технологические особенности возведения современных высотных зданий и сооружений.
Ключевые слова: технология строительных процессов, высотные здания, строительно-монтажные краны, организационно-технологическое проектирование.
Рассмотрим процесс возведения многофункционального 70-этажного комплекса высотой 305 м на территории участка № 12 ММДЦ «Москва-Сити» в Центральном административном округе Москвы. Общая площадь здания — 200 тыс. м2. Участок № 12 площадью 1,098 га располагается с северо-западной стороны от Центрального ядра ММДЦ «Москва-Сити».
Проектирование организации строительства и сопровождение Проекта с адаптацией технических решений по инженерным системам и сетям осуществляло ЗАО «Промстройпроект».
Многофункциональный комплекс на участке № 12 ММДЦ «Москва-Сити» состоит из высотной части (75 этажей) и стилобата (3 этажа). Независимость их осадок обеспечивается осадочным швом между этими частями здания. Конструктивная система высотной части состоит из ядра жесткости и внешнего каркаса в нижней, офисной части здания, а также из системы железобетонных стен жесткости в верхней, жилой части.
Ядро жесткости офисной части состоит из железобетонных стен жесткости толщиной до 500 мм со стальными колоннами, «втопленными» в стены на пересечении осей стен. Внешний каркас в офисной части состоит из несущих стальных колонн и ветровых ферм. Ядро жесткости и внешний каркас соединены выносными опорами (аутригерами) на 2-м и 46-м этажах (технические уровни) с целью увеличения устойчивости и жесткости всей башни.
Система стен жесткости жилой части состоит из железобетонных стен толщиной 300 мм со стальными колоннами, «втопленными» в стены на пересечении осей стен. Дополнительная устойчивость и сопротивление ветровым нагрузкам обеспечиваются жесткими каркасами из конструкционной стали, работающими в «слабом» направлении башни в зонах, где отсутствует стена жесткости.
Связь между бетонными стенами и «втопленными» стальными колоннами достигается применением стад-болтов, приваренных к стальным колоннам. Кроме того, горизонтальная арматура стен прикрепляется к стальным колоннам по необходимости посредством соединительных муфт.
Каркас перекрытий во всех частях башни состоит из стальных балок и бетонной плиты перекрытия на профнастиле (металлобетон), работающих как единая композитная система.
© Синенко С.А., Эриширгил Э., Грабовый П.Г., Вильман Ю.А., Грабовый К.П., 2012
165
Связь между бетонным перекрытием и стальными балками достигается путем использования стальных стад-болтов. В стенах ядра жесткости балки перекрытия соединены со стальными монтажными балками для восприятия строительных нагрузок.
По периметру подземной части здания устраивается ограждение котлована методом «стена в грунте». Ее верх находится на уровне 130,0, а подошва заглублена в подстилающие известняк и глины, на отм. 102,0. Это позволяет «отрезать» котлован от притока грунтовых вод.
Для восприятия «стеной в грунте» давления грунта и гидростатического давления на период строительства предусмотрены растяжки на нескольких уровнях, заанкерен-ные в скважинах, пробуренных в известняках и глинах, и система подпорок-подкосов, устанавливаемых внутри котлована в тех местах, где установка растяжек невозможна. В период эксплуатации «стена в грунте» будет развязана плитами междуэтажных перекрытий.
Основанием плиты на отм. 107,00 служат известняки средней прочности и малопрочные. Несмотря на то, что инженерно-геологические изыскания в полном объеме не завершены, имеющиеся материалы предопределяют решение фундаментов высотной части здания в виде плоской плиты толщиной 3,5 м.
Колонны стилобата опираются на одиночные фундаменты, размеры которых варьируются от 900х900 мм до 2700х2700 мм. Их толщина составляет 3,2 м.
В проекте предусмотрена система дренажа. Монолитная бетонная плита пола стилобата укладывается поверх дренажного слоя толщиной от 300 мм до 450 м с перфорированными трубами, соединенными с откачивающими насосами. Такое решение позволит снизить гидростатическое давление при возможном появлении грунтовых вод. Под фундаментом высотной части нет необходимости понижения гидростатического давления воды, поэтому дренажные трубы отсутствуют в этой части фундамента.
В толще дренажного слоя предусмотрена прокладка дренажных труб, служащих для удаления профильтровавшихся грунтовых вод. Пристеночный дренаж должен быть устроен по всему периметру здания у наружных поверхностей стен подвала от подошвы фундамента вверх до планировочной отметки. Дренаж должен выполняться из чистого щебня или промытого гравия фракций размером не более 40 мм. Использование переработанных материалов, таких как дробленый бетон, не допускается.
Междуэтажные перекрытия подземной части стилобата решены как безбалочная, плоская монолитная железобетонная плита толщиной 300 мм. Она опирается на монолитные железобетонные колонны, установленные с шагом 8,0х8,0 м. Перекрытия подземной части башни состоят из стальных балок на расстоянии 3,0 м и бетонной плиты толщиной 150+75 мм на профнастиле (металлобетон), работающих как единая композитная система.
Размеры бетонных колонн варьируют от 400х400 мм до 500х1800 мм, а для стальных колонн используется профиль 60К3, который потом заливается бетоном с использованием мелкой сетки. Толщина стен составляет 500 мм.
Высотная часть состоит из двух частей: жилой — в верхней четверти здания, и офисной — в нижних трех четвертях здания.
Междуэтажные перекрытия и покрытие в высотной части здания представляют собой комплексную железобетонную плиту по металлическому профилированному настилу высотой 75 мм, уложенному на стальную балочную клетку из ригелей и второстепенных балок.
Конструктивно офисный объем высотной части решен как рамно-связевая система, состоящая из стального каркаса, монолитного ядра жесткости и периметральной «трубы», образующих прогрессивную при проектировании высотных объектов систему «труба в трубе». Восприятие горизонтальных нагрузок и устойчивость конструкции обеспечивается монолитным железобетонным ядром жесткости.
166 /ББИ 1997-0935. Vestnik MGSU. 2012. № 4
В конструктивном отношении ядро жесткости («внутренняя труба») представляет собой пространственную связевую систему, состоящую из стальных колонн шагом 9х18 м, ригелей и вертикальных диагональных связей, предназначенных для обеспечения устойчивости конструкций при опережающем монтаже.
Дополнительную жесткость конструкциям офисной части здания придает периметральная «труба» жесткости («наружная труба»). Она образована контуром из ряда колонн, соединенных поэтажно высокими стальными подоконными балками-перемычками.
Передача вертикальных и горизонтальных нагрузок от жилой части здания на конструкции офисной части осуществляется с помощью ферм («аутригеров»), расположенных в пределах технического этажа, венчающего офисную часть здания. Эти фермы также связывают ядро жесткости с периметральной трубой, обеспечивая их совместную работу.
В пределах нижнего технического этажа установлен еще один ярус ферм, которые перераспределяют нагрузки в связи с изменением шага колонн в периметре нижних этажей для устройства входов в вестибюли здания.
Междуэтажные перекрытия представляют собой комплексную железобетонную плиту по металлическому профилированному настилу, уложенному на стальную балочную клетку из ригелей и второстепенных балок.
Наружные фасады. Здание облицовывается навесными окрашенными панелями, выполненными из алюминия и стекла. В офисной части стекло является прозрачным, а проемы не открываемыми. Подобные навесные панели используются и в жилой части здания, но здесь предусмотрена открывающаяся рама для естественной вентиляции в каждых апартаментах. Стеклопакеты с рамой из нержавеющей стали применены в главном офисе и вестибюле жилой части здания, а также помещениях розничной торговли в подиуме. Штампованная металлическая панельная система применена над крышей подиума, над казино и градирней.
В соответствии с решением правительства Москвы директивный срок строительства объекта 4,3 года, в т.ч. подготовительный период — 1,5 месяца, основной период строительства — 4,2 года (устройство пионерного котлована, устройство «стены в грунте», шпунтового ограждения и устройство анкеров, разработка грунта в котловане поярусно с устройством пандуса для проезда строительной техники на дно котлована — 9,5 месяцев, установка башенных кранов, возведение подземной и надземной частей здания, благоустройство — 40 месяцев или 3,3 года).
По техническому заданию ЗАО «Промстройпроект» ООО «Либхерр-Русланд» подготовил вариант возведения объекта с помощью 3 лифтовых башенных кранов марки 280 ЕС-Н16: кран № 1 со стрелой 51,6 м, грузоподъемностью от 5,2 до 16,0 т и кран № 2 со стрелой 55 м, грузоподъемностью от 4,41 до 16,0 т — для возведения высотной части здания и части стилобата (подиума); кран № 3 со стрелой 45,0 м, грузоподъемностью от 6,1 до 16,0 т — для возведения стилобатной части (подиума) объекта.
Приставные краны № 1, 2, 3 самомонтируемы и самодемонтируемы до отметки покрытия подиума. Далее демонтаж выполняется с помощью автомобильного крана типа Liebherr LTM1800 или стационарного крана типа Derrick.
Для возведения здания по индивидуальному проекту на высоту 300 м необходимо изготовить 59 секций башни для крана № 1 и 57 секций башни для крана № 2, которые крепятся к конструкциям возводимого здания в уровне перекрытия на определенных отметках (8 шт. креплений).
Лифтовые краны № 1, 2 самомонтируемые (шагающие) и устанавливаются за пределами ядра жесткости, для чего необходимо установить временные балки в перекрытии на каждом этаже для устройства монтажного проема, в котором будет находиться шагающий кран. Размеры лифтовых шахт по проекту не позволяют установить
в них данный кран. Лифтовой кран имеет высоту подъема крюка 54 м и может первоначально выполнять монтажные работы на 10 этажах, затем перемещается по вертикали через 16 м, т.е. самоподъем, кратный 16 м.
После возведения высотной части здания на крышу подаются элементы крана Derrick (мах вес элемента 140 кг) с помощью лифтового крана. Затем кран Derrick монтируется, устанавливается около лифтового крана и производит его демонтаж. 2-й лифтовой кран демонтируется аналогично. Затем кран Derrick демонтируется вручную и с помощью грузопассажирского подъемника или лифта подается вниз на отм. 130,00.
По варианту ООО «Либхерр-Русланд» по окончании возведения высотной части здания лифтовой кран № 2 демонтирует лифтовой кран № 1 и с помощью демонтаж-ного крана Derrick, демонтируется лифтовой кран № 2.
Проект возведения объекта разработан с использованием САПР на основании технического задания на разработку, выданного компанией ЗАО «Техинвест». Архитектурно-планировочные решения выполнены с использованием AutoCAD 2004, расчеты сооружения выполнены с применением программ Plaxic и SAP — 2000 Nonlinear.
Применение современных средств проектирования показало свою эффективность. Применение современной методологии проектирования позволило сократить сроки и стоимость проектирования, прежде всего за счет повторного использования накопленной информации при проектировании, обеспечении необходимой информационной поддержки на протяжении всего жизненного цикла проекта и, что самое важное, качеством и своевременностью формирования технических решений [1]. Реализация новой методологии проектирования частично осуществлялась в виде стандартной функциональности систем, частично достигается организационными мерами, частично обеспечивалась средствами кастомизации системы, позволяющими поддерживать не только новые функции, но и методологические решения в целом [2].
Библиографический список
1. Технологические особенности возведения высотных зданий / А.А. Афанасьев, Е.А. Король, П.Б. Каган, С.В. Комиссаров, А.В. Зуева // Вестник МГСУ. 2011. № 6. С. 369—373.
2. Синенко С.А., Лебедева И.М. Проблемы реалистической визуализации организационно-технологических решений в среде AutoCAD // Вестник МГСУ. 2011. № 8.
Поступила в редакцию в марте 2012 г.
Об авторах: Синенко Сергей Анатольевич — доктор технических наук, профессор кафедры систем автоматизированного проектирования в строительстве, ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет», 129239, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, 8 (495) 287-49-14, [email protected];
Эммин Эриширгил — архитектор, руководитель проекта, компания «Сумма А.Ш.», Турция;
Грабовый Петр Григорьевич — доктор экономических наук, профессор кафедры организации строительства и управления недвижимостью, ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет», 129239, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, 8 (495) 967-43-50, [email protected];
Вильман Юрий Августович — доктор технических наук, профессор кафедры технологий строительного производства, ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет», 129239, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26;
Грабовый Кирилл Петрович — доктор экономических наук, профессор кафедры организации строительства и управления недвижимостью, ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет», 129239, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, 8 (495) 210-89-34, [email protected].
Для цитирования: Опыт применения новых технологий при возведении современных зданий и сооружений (на примере комплекса ММДЦ «Москва-Сити») / С.А. Синенко, Эммин Эриширгил, П.Г. Грабовый, Ю.А. Вильман, К.П. Грабовый // Вестник МГСУ. 2012. № 4. С. 165—169.
168 /SSN 1997-0935. Vestnik MGSU. 2012. № 4
TexHOAOfMH criiomenbHbix npoyeccos. MexaHH3Mbi n odopyAOBaHHe Db(_
S.A. Sinenko, E. Erishirgil, P.G. Grabovyy, Yu.A. Vil'man, K.P. Grabovyy
PRACTICAL APPLICATION OF NEW TECHNOLOGIES IN THE COURSE OF CONSTRUCTION OF MODERN BUILDINGS AND STRUCTURES (AS EXPEMPLIFIED BY MOSCOW-CITY INTERNATIONAL BUSINESS CENTRE)
Technological peculiarities of high-rise buildings and structures are considered on the basis of the multifunctional 70-storeyed building («Moscow City»).
The application of advanced design techniques has proven their efficiency. Advanced methodology of design has reduced the time and cost of design due to repetitive use of the information accumulated in the course of design development, timely information support throughout the whole project development period, and the quality and timeliness of decision-making in terms of technology-related issues. The new design methodology was, to some extent, implemented by means of assurance of the standard functionality of construction-related systems and organizational actions, and through the customization of the system to assure the implementation of both the new functions and the methodology-related solutions.
Key words: technology of building processes, high-rise buildings, construction cranes, organizational and technological principles of design.
References
1 Afanas'ev A.A., Korol' E.A., Kagan P.B., Komissarov S.V., Zueva A.V. Tekhnologicheskie oso-bennosti vozvedeniya vysotnykh zdaniy [Technology-related Peculiarities of High-Rise Construction]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2011, no. 6, pp. 369—373.
2. Sinenko S.A., Lebedeva I.M. Problemy realisticheskoy vizualizatsii organizatsionno-tekhnologicheskikh resheniy v srede AutoCAD [Problems of Realistic Visualization of Organizational and Technology-related Solutions in the AutoCAD Medium]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2011, no. 8.
About authors: Sinenko Sergey Anatol'evich — Professor, Doctor of Technical Sciences, Department of Computer-Aided Design in Civil Engineering, Moscow State University of Civil Engineering (MSUCE), 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; +7 (495) 287-49-14; [email protected];
Emin Erisirgil — architect, project manager, Summa A.S., Turkey;
Grabovyy Petr Grigor'evich — Professor, Doctor of Economics, Department of Construction Processes and Real Estate Management, Moscow State University of Civil Engineering (MSUCE), 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; +7 (495) 967-43-50, [email protected];
Vil'man Yuriy Avgustovich — Professor, Doctor of Technical Sciences, Department of Construction Technology, Moscow State University of Civil Engineering (MSUCE), 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation;
Grabovyy Kirill Petrovich — Professor, Doctor of Economics, Department of Construction Processes and Real Estate Management, Moscow State University of Civil Engineering (MSUCE), 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; [email protected]; +7 (495) 210-89-34.
For citation: Sinenko S.A., Erishirgil E., Grabovyy P.G., Vil'man Yu.A., Grabovyy K.P. Opyt prime-neniya novykh tekhnologiy pri vozvedenii sovremennykh zdaniy i sooruzheniy (na primere kompleksa MMDTs «Moskva — Siti») [Practical Application of New Technologies in the Course of Construction of Modern Buildings and Structures (as Exemplified by Moscow-City International Business Centre)]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2012, no. 4, pp. 165—169.
