CC BY
3
Применение факторных показателей при подборе технологий строительства в условиях ЧС
А.В. Ищенко, П.А. Молоткова
Национальный исследовательский Московский государственный строительный
университет
Аннотация: В статье проведена статистика по количеству разрушенных зданий в результате ЧС, произошедших за последние двадцать лет. Сформирована таблица, учитывающая факторы подбора метода возведения зданий.
Ключевые слова: землетрясение, метод наращивания, метод подращивания, надвижка, аддитивное строительство, технология строительства, фактор, подбор метода возведения.
За последние 20 лет в мире произошло свыше 15-ти катастроф природного характера, повлекших за собой массовые разрушения зданий и сооружений (таблица № 1).
Таблица № 1
Количество произошедших ЧС за период с 2003 по 2023 год.
№ Год Наименование Число пострадавших (чел.) Число жертв (чел.) Число повреждённых зданий
1 2 3 4 5 6
1 2004 Землетрясение в Индонезии 1000000 235000 100000
2 2005 Землетрясение в Кашмире 69000 84600 32000
3 2008 Сычуанское землетрясение 350000 90000 65000
4 2010 Землетрясение на Гаити 311000 222570 200000
5 2010 Землетрясение в Чили 2000000 800 1500000
6 2010 Сель в Ганьсу 23 36 15200
7 2011 Землетрясение в Японии 6242 19747 9000
8 2011 Сель в Киргизии 1 5 84
9 2011 Сель в Рио - де - Жанейро 13000 630 500
10 2013 Землетрясение в Кемеровской области - - 5000
11 2014 Землетрясение в Бадахшане 4000 350 300
12 2014 Сель в Шри - Ланке 250 10 120
13 2014 Сель в Таджикистане 900 14 300
14 2015 Оползень в Гватемале 300 280 125
15 2015 Землетрясения в Непале 14000 8000 500000
16 2017 Оползни в Сьерра - Леоне 3000 1141 349
17 2023 Землетрясения в Турции 122568 56400 200000
При рассмотрении таблицы № 1 видно, что самые разрушительные последствия чрезвычайных ситуаций формируются после движении земной поверхности, куда относятся оползни (сели), карстовые провалы и землетрясения.
Ежегодно в мире регистрируется около 20-ти землетрясений с магнитудой выше 7-ми баллов по шкале Рихтера, способных вызвать массовое разрушение зданий и сооружений.
6 февраля 2023 года с разницей в десять часов на юге Турции произошли два крупных землетрясения: первое, магнитуда которого составила 7,8 баллов, локализовалось в районе Шехиткамиль города Газиантеп; второе, с магнитудой в 7,5 баллов - в районе Экинёзю города Кахраманмараше. В результате катастрофы было обрушено или повреждено свыше 200 тысяч строений.
8 февраля 2023 года в Государственной Думе Федерального Собрания Российской Федерации прошёл «правительственный час», на котором было принято решение направить в Турцию специалистов для помощи в восстановлении разрушенных землетрясением объектов.
Разрушение строений таких масштабов повлекло за собой утраты жилья сотен тысяч человек, в связи с чем возникла необходимость восстановления зданий и сооружений в сжатые сроки в условиях чрезвычайной ситуации. Соответственно, появилась потребность в быстром подборе метода строительства для максимально эффективного строительного производства [1, 2].
Разнообразие конструктивных схем основывается на применении множества различных способов возведения, имеющих разные сейсмоустойчивые, финансовые, этажные характеристики, сроки
продолжительности строительства, дополнительные требования к строительным процессам и т.д.
Рассмотрев существующие технологии возведения зданий, можно отметить, что:
1) Метод наращивания - самый распространённый способ, основанный на последовательном «наращивании» сооружения в вертикальных и горизонтальных направлениях снизу-вверх. Данный метод используется при строительстве монолитных, стальных, деревянных, кирпичных и крупнопанельных домов [3, 4].
2) Метод подращивания - технология, основное отличие которой содержится в обратном методу наращивания монтаже зданий - сверху-вниз
[5, 6].
3) Надвижка - способ, состоящий в возведении здания или его конструктивных элементов на отдельной платформе и дальнейшей его транспортировки по рельсовым путям в горизонтальном направлении с последующим подъёмом и закреплением на проектной отметке. Такая технология используется при строительстве модульных зданий [7, 8].
4) Аддитивное строительство - метод, заключающийся в применении 3D - принтера для послойного «выдавливания» бетонной смеси по контуру несущих стен. Такая технология применима для монолитных жилых домов и отличается высокой скоростью возведения зданий [9, 10].
Все вышеперечисленные технологии строительства имеют разные характеристики, подходящие не под каждые условия строительного производства. В рамках исследования было проведено формирование таблицы, учитывающей факторы подбора метода возведения сооружения. В таблице 2 представлен вариант факторного разделения способов возведения для 5-этажного здания.
Таблица № 2.
Факторное разделение способов возведения для 5-этажного здания.
№ Тип фунд-та Мат-л фунд-та Мат-лы нес. констр Треб. мех-мы для возв. Технолог. режим Сейсм-ть Степень огнест. Потреб. в доп. площ. для укруп. сборки Потреб. в доп. площ. для склад. Констр. схема Метод возв. зд. Предпол. продолж. возв. всего здания (дн.)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14
Плит. Ж/б Кран, 15-45
Свайн. Ж/б Неприм. в условиях 8-38
1.1 Сталь Ж/б подъемник, бетоноразд. стрела, бетоносм-ль 9 I Есть Есть Монолит. 13-43
Столб. Ж/б Крайнего Севера баллов стр-во 14-44
Сталь 11-41
Лент. Ж/б 20-50
Плит. Ж/б 12-42
Свайн. Ж/б Кран, 5-35
1.2 Сталь Сталь Нет 9 III Есть Есть Стальн. 10-40
Столб. Ж/б подъемник ограничений баллов стр-во 11-41
Сталь 8-38
Лент. Ж/б 17-47
Плит. Ж/б 25-55
Ж/б 19-49
Свайн. Сталь Не 23-53
Древ. рекоменд. 9 баллов Дерев. стр-во 35-65
1.3 Столб. Ж/б Древ. Подъемник в районах IV Есть Есть 24-54
Сталь повыш. влаж-ти Метод 21-51
Лент. Ж/б наращ. 30-60
Кирпич 40-70
Плит. Ж/б 12-42
Свайн. Ж/б Стр-во 5-35
1.4 Сталь Сталь Кран, Нет 9 III Нет Есть 10-40
Столб. Ж/б подъемник ограничений баллов из ЛСТК 11-41
Сталь 8-38
Лент. Ж/б 17-47
Плит. Ж/б 9-39
Свайн. Ж/б Крупно- 3-33
1.5 Сталь Ж/б Кран, подъемник Нет 7 III Нет Есть 7-37
Столб. Ж/б ограничений баллов пан. 8-38
Сталь 5-35
Лент. Ж/б 14-44
Плит. Ж/б 145-165
Ж/б 143-163
Свайн. Сталь Рекомен. 140-160
Древ. Кирпич возводить 7 баллов Кирпич. стр-во 155-175
1.6 Столб. Ж/б Подъемник в период II Нет Есть 144-164
Сталь с апреля по ноябрь 141-161
Лент. Ж/б 150-170
Кирпич 160-180
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14
Плит. Ж/б 3-24
Свайн. Ж/б 3-25
Сталь Домкрат, подъёмник Нет ограничений 7 баллов Стальн. стр-во 2-23
2.1 Столб. Ж/б Сталь III Есть Есть 4-26
Сталь Метод подращ. 2-23
Лент. Ж/б (подъём перекр.) 10-32
Плит. Ж/б 3-24
Свайн. Ж/б Неприм. в условиях Крайнего Севера 3-25
2.2 Сталь Ж/б Домкрат, 7 баллов I Есть Есть Монолит. 2-23
Столб. Ж/б подъёмник стр-во 4-26
Сталь 2-23
Лент. Ж/б 10-32
Плит. Ж/б 3-24
Свайн. Ж/б 3-25
3.1 Сталь Сталь Домкрат, Нет 7 III Есть Есть Стальн. 2-23
Столб. Ж/б подъёмник ограничений баллов стр-во 4-26
Сталь Метод 2-23
Лент. Ж/б 10-32
Плит. Ж/б (подъём этажей) 3-24
Свайн. Ж/б Неприм. в условиях 3-25
3.2 Сталь Ж/б Домкрат, 7 I Есть Есть Монолит. 2-23
Столб. Ж/б подъёмник Крайнего баллов стр-во 4-26
Сталь Севера 2-23
Лент. Ж/б 10-32
Плит. Ж/б 3-24
Свайн. Ж/б 3-25
4.1 Сталь Ж/б Накаточный Нет 7 I Нет Нет Модул. 2-23
Столб. Ж/б путь, кран ограничений баллов стр-во 4-26
Сталь 2-23
Лент. Ж/б Надвижка 10-32
Плит. Ж/б 3-24
Свайн. Ж/б 3-25
4.2 Сталь Ж/б Накаточный Нет 9 I Есть Есть Крупно- 2-23
Столб. Ж/б путь, кран ограничений баллов стр-во 4-26
Сталь 2-23
Лент. Ж/б 10-32
Плит. Ж/б 3-24
Свайн. Ж/б Неприм. в условиях 3-25
5.1 Сталь Ж/б Зд-принтер, 9 I Нет Нет Монолит. Аддитивн. 2-23
Столб. Ж/б подъёмник Крайнего Севера баллов стр-во стр-во 4-26
Сталь 2-23
Лент. Ж/б 10-32
Данная таблица позволяет определить наиболее эффективный способ возведения зданий в минимальные сроки, а, следовательно, может служить шаблоном для подбора технологии строительства зданий в различных условиях.
Литература
1. Горячев О.М., Прыкина JI.B. Особенности возведения зданий в стесненных условиях. Москва: Academia, 2003. 272 с.
2. Тухарели А.В., Чередниченко Т.Ф., Снегирев Д.П. Прогрессивные строительные технологии в стесненных условиях городских территорий // Инженерный вестник Дона. 2018, №1. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2018/4747.
3. Теличенко В.И., Терентьев О.М., Лапидус А.А. Технология возведения зданий и сооружений. Москва: Высшая школа. 2004. 940 с.
4. Лапидус А.А., Ершов М.Н. Технологические процессы в строительстве. г. Москва. АСВ. 016. С. 1 -20.
5. Олейник П.П.. Организация строительного производства. Москва: МГСУ, Ассоциации строительных вузов. 2010. 265 с.
6. Бродский В. И. Теория, методы и формы организации строительного производства. Часть 2. Москва: МГСУ, Ассоциации строительных вузов. 2020. 330 с.
7. Ищенко А.В., Молоткова П.А. Использование технологии возведения зданий методом подъёма этажей, как перспектива скоростного строительства // Инженерный вестник Дона. 2023, №2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2023/8229.
8. Hejducki, Z., Rogalska, M. Time coupling methods construction scheduling and time/cost optimization. Wroclav: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wroclawskiej, 2011. 91 p.
9. Атаев С.С. Индустриальная технология строительства из монолитного бетона. М.: Стройиздат, 1989. С. 336.
10. Yudina A., Tilinin Y. Selection of criteria for comparative evaluation of house building technologies. Architecture and Engineering, Volume 4, Issue 1, p. 47-52.
References
1. Goryachev O.M., Prykina JI.B. Osobennosti vozvedeniya zdaniy v stesnennykh usloviyakh [Features of construction of buildings in cramped conditions]. Moskva: Academia, 2003. 272 p.
2. Tuhareli A.V., Cherednichenko T.F., Snegirev D.P. Inzhenernyj vestnik Dona, 2018, №1. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2018/4747.
3. Telichenko V.I., Terent'ev O.M., Lapidus A.A. Tekhnologiya vozvedeniya zdanij i sooruzhenij [Technology of construction of buildings and structures ]. Moskva: Vysshaya shkola, 2004. 940 p.
4. Lapidus A.A., Ershov M.N. Texnologicheskie processy' v stroitefstve 2016. kniga 6, Moskva. pp. 15-20.
5. Olejnik P.P. Organizaciya stroitel'nogo proizvodstva [Organization of construction production]. Moskva: MGSU, Associacii stroitel'nyh vuzov, 2010. 265 p.
6. Brodskij V. I. Teoriya, metody i formy organizacii stroitel'nogo proizvodstva. CHast' 2 [Theory, methods and forms of organization of construction production. Part 2]. Moskva: MGSU, Associacii stroitel'nyh vuzov, 2020. 330 p.
7. Ishchenko A.V., Molotkova P.A. Inzhenernyj vestnik Dona, 2023, №2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2023/8229.
8. Hejducki, Z., Rogalska, M. Time coupling methods construction scheduling and time/cost optimization. Wroclav: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wroclawskiej, 2011. p. 91.
9. Ataev S.S. IndustriaTnaya texnologiya stroitelstva iz monolitnogo betona [Industrial technology of construction from monolithic concrete]. M.: Strojizdat, 1989. pp: 336.
10. Yudina A., Tilinin Y. Architecture and Engineering, Volume 4, Issue 1, pp. 47-52.
