CC BY
76
Библиографический список
1. Булгаков С.Н. Строительные материалы, оборудование, крупнопанельных зданий // Материалы Международной на-технологии XXI века. М., 2005. С. 60—61. учно-практической конференции. Иркутск: Изд-во ИрГТУ,
2. Пинус Б.И., Кажарский В. В. Повышение сейсмостойкости 2009. С. 167-173.
УДК 69
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОРГАНИЗАЦИИ РАБОТ ПО ТЕРМООБРАБОТКЕ БЕТОНА КОНСТРУКЦИЙ ПРИ ВОЗВЕДЕНИИ ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ ИЗ МОНОЛИТНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОНА В СЕВЕРНОЙ СТРОИТЕЛЬНО-КЛИМАТИЧЕСКОЙ ЗОНЕ
В.Е.Розина1
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Рассмотрены проблемы возведения высотных гражданских зданий из монолитного железобетона в северной строительно-климатической зоне России, связанные с обеспечением набора прочности бетона конструкций. Определена необходимость регламентации прочностных показателей бетона конструкций зданий поярусно для обеспечения надежности сооружений в процессе производства работ. Установлены варианты технологического оснащения процесса прогрева возводимых конструкций, возможности трансформации элементов существующих унифицированных опалубочных систем, используемых в массовом строительстве. Рассмотрен порядок регулирования процессом возведения высотных монолитных зданий на стадии проектирования и оперативного управления.
Ил. 1. Библиогр. 5 назв.
Ключевые слова: северная строительно-климатическая зона; природно-климатические факторы; конструктивные особенности зданий; надежность возводимых конструкций; опалубочные системы; термоактивная опалубка; трансформация элементов опалубки; режимы прогрева твердеющего бетона.
IMPROVEMENT OF THE HEAT TREATMENT TECHNOLOGY FOR STRUCTURES' CONCRETE WHEN CONSTRUCTING HIGH-RISE BUILDINGS MADE OF CAST-IN-SITU REINFORCED CONCRETE IN THE NORTHERN CLIMATIC ZONE OF CONSTRUCTION V.E. Rosina
National Research Irkutsk State Technical University, 83, Lermontov St., Irkutsk, 664074.
The article considers problems of construction of high-rise civil buildings of cast-in-situ reinforced concrete in the northern construction-climatic zone of Russia, related to the provision of strengthening of structures' concrete. The author identifies the need to regulate the strength parameters of concrete of building structures level-by-level to ensure the reliability of the structures while erecting. She determines the variants of technological equipping of the heating process of the erected structures, the possibilities to transform the elements of the existing standardized formwork systems used in mass construction. The author considers the procedure to regulate the process of construction of high-rise monolithic buildings at the stage of designing and operational management. 1 figure. 5 sources.
Key words: northern construction-climatic zone; climatic factors; structural features of buildings; reliability of the erected structures; formwork systems; thermosetting shuttering; transformation of formwork elements; heating regimes of hardening concrete.
В Восточной Сибири, в Якутии, на Дальнем Востоке России начиная с 2000 года при строительстве гражданских зданий (объекты общественного назначения и жилые дома) в массовом порядке стал применяться монолитный железобетон. Наряду с другими конструкционными материалами и материалами ограждающих конструкций, кирпич, пескобетонные блоки, изделия из легкого бетона и другие железобетонные конструкции в виде элементов каркаса, связевых элементов или при комбинированном конструктивном решении выполняют функции несущего остова здания. В период экономического кризиса объемы монолитного домостроения снизились незначительно, и в настоящий посткризисный период, и в дальнейшем с
учетом оживления инвестиционно-строительной деятельности хозяйствующих субъектов прогнозируется увеличение объемов капитального строительства с использованием в качестве основного конструкционного материала монолитного железобетона. Следует отметить, что возведение зданий из монолитного железобетона в Восточной Сибири, на востоке и севере страны сопряжено с необходимостью обеспечения набора прочности бетона в длительный период знакопеременных суточных и отрицательных температур наружного воздуха. Большое влияния оказывает и фактор сейсмичности района строительства.
Возведение зданий ведется круглогодично, темпы строительства самые разные, зачастую очень высо-
1Розина Виктория Евгеньевна, старший преподаватель кафедры строительного производства, тел.: (3952) 405138. Rosina Victoria, Senior Lecturer of the chair of Civil Engineering, tel.: (3952) 405138.
кие, применяемая технологическая оснастка весьма разнообразная, методы зимнего бетонирования далеко не самые современные. Возникает сомнение в качестве материала железобетонных несущих конструкций. При этом строительные организации, разрабатывающие проекты производства работ и непосредственно осуществляющие строительно-монтажные работы, службы государственного жилищного контроля и строительного надзора, представители технадзора заказчика, проектные организации, осуществляющие авторский надзор, не вооружены достоверными методиками прогноза прочности бетона конструкций, учитывающими большое количество производственных и природно-климатических факторов, а также возможностью приложения на конструкции нагрузок как постоянных, так и кратковременных-сейсмических. От этого зависит правильность принятия организационно-технологических решений как на стадии составления ПОС и ППР, так и в оперативном порядке при производстве работ.
Основная часть возводимых зданий характеризуется повышенной этажностью - от 10 до 25 этажей.
Указанная проблема является очень актуальной. Решение вопроса направлено на повышение надежности зданий и сооружений, способствует продлению эксплуатационного цикла строений и главное - повышению уровня жизнеобеспечения людей. Исследования выполняются в рамках одного из приоритетных направлений развития Национального исследовательского ИрГТУ - «Совершенствование систем жизнедеятельности урбанизированных и малонаселенных территорий».
Реализация поставленной задачи осуществляется путем комплексного подхода к проблеме - учета конструктивных, природно-климатических, производственно-технологических, организационных и экономических вопросов.
Учет конструктивных особенностей зданий из монолитного железобетона включает в себя изучение объемно-планировочного решения, конструктивного решения, анализ расчетной схемы ( тип конструктивных элементов, их габаритные размеры, массивность, местоположение, шаг несущих конструкций и функциональное их назначение, частота расположения и ориентация в здании) для типовых проектов, проектов повторного применения, индивидуальных решений. Анализ конструктивных особенностей зданий позволяет классифицировать их по группам надежности с учетом поярусного, поэтапного приложения нагрузок. При этом на данном этапе априорно предполагается, что качество бетона соответствует проектным решениям.
Параллельно с этим анализ конструктивных особенностей зданий позволяет принимать решение о целесообразности и технической возможности применения традиционной или авангардной технологической оснастки опалубочных систем, крепежно-выверочных и фиксирующих устройств, лесов, подмостей и др.
Процесс возведения здания из монолитного железобетона непрерывный, наращивание ярусов происходит в определенном темпе. С учетом трудоемкости
производства работ применительно к небольшим в плане (захватка - одна блок-секция) высотным зданиям возведение типового этажа происходит в течение одной-двух недель. За этот период бетон не набирает проектной прочности, тем более в зимний период. Например, возведение 10-этажного здания в указанном темпе (ярус в среднем за 10 дней) может быть осуществлено примерно за три месяца. Прочность бетона по высоте здания переменная, а в зимний период, даже на нижних этажах, она не достигает проектного значения, если не предусмотрены и не проводились дополнительные технологические мероприятия: обогрев нижележащих этажей с созданием теплового контура или др. Таким образом, возведенное здание (его несущий остов) не обладает требуемой надежностью при приложении даже статических нагрузок. Вполне реально возникает ситуация, что на определенной высоте здания появляется зона, в которой прочность бетона конструкций недостаточна для восприятия прикладываемых нагрузок, особенно при их особом сочетании. Из этого следует, что для групп зданий, классифицированных по степени надежности, должны быть определены минимальные требования к прочностным характеристикам бетона конструкций ярусов с учетом возможного приложения расчетных нагрузок, в том числе сейсмических.
Надежность высотных зданий каркасных (с шарнирными или жесткими узлами), бескаркасных, с неполным каркасом в значительной степени зависит от темпов производства работ и прочности материала несущих конструкций. Четкая регламентация о требуемых прочностных характеристиках бетона и сроках ее достижения дает возможность обоснованно подойти к выбору метода зимнего бетонирования и, соответственно, к подбору технологической оснастки.
Современные технологии зимнего бетонирования теоретически позволяют получить бетон с требуемыми прочностными характеристиками в заданные сроки. Но применительно к возведению в зимний период высотных зданий из монолитного железобетона с учетом обеспечения надежности несущих конструктивных элементов при сжатых сроках производства работ методы зимнего бетонирования не адаптированы.
Традиционно на стройках Восточной Сибири, Дальнего Востока и Севера страны применяются два метода зимнего бетонирования: электропрогрев твердеющего бетона и бетонирование с противоморозны-ми добавками, или их сочетание. Для указанных целей в большой степени применим метод выдерживания бетона в термоактивной опалубке. Метод характеризуется, как известно, своей универсальностью и экономичностью, применим для среднемассивных и тонкостенных конструкций при любой степени армирования для районов, характеризующихся резким перепадом температуры в течение суток (в этом случае применяется режим термообработки «регулируемый термос»). Метод имеет широкий диагноз применимости. Минимальная температура наружного воздуха -40°С. Режимы термообработки максимально мягкие. Усредненный (для различных конструкций и климатических условий) расход электроэнергии на термообработку 1м3 бетона 100-130 кВт/ч.
Схема реализации задачи оптимизации организационно-технологических решений термообработки бетона конструкций при возведении высотных зданий из монолитного железобетона
Унифицированные опалубочные системы с греющими щитами на сегодняшний день не получили широкого применения. Объяснение простое - строительные организации стремятся приобрести технологическую оснастку универсального назначения и по минимальной цене. При этом они рассчитывают, что основные объемы СМР будут производиться в теплое время года. Так строительные организации региона оснащаются унифицированными разборно-
переставными опалубочными системами ФРАМЭКО, ДОКА, ПОШАЛ, ФОРДИДАИЛ и другими. Но, как было отмечено выше, сезонность при производстве бетонных работ постепенно и неуклонно исчезает, а трансформация «обычной» опалубочной системы в «термоактивную» для неподготовленного персонала становится проблематичной. При этом установлено, что затраты на трансформацию (переоборудование) обычной опалубки в греющую являются единовремен-
от стоимости опа-
ными и составляют не более 7-лубки в летнем варианте.
Дополнительно устанавливаемые греющие элементы, соответствующие требованиям по омическому сопротивлению и срокам службы не менее 5000 часов, предназначены для длительной эксплуатации. Оборачиваемость такой греющей опалубки составляет 70100 циклов (при средней продолжительности прогрева конструкции 60-72 часа). За зимний период перестановка опалубки осуществляется 10-15 раз, в летний период греющие элементы легко демонтируются.
Выдерживание бетона в термоактивной опалубке по сравнению с другими прогревными методами характеризуется значительно меньшими трудозатратами, меньшим объемом расходных материалов, мягкими режимами термообработки и практически равномерным тепловым полем в прогреваемой конструкции.
Применение термоактивной опалубки для достижения требуемого результата - обеспечения гарантированной прочности железобетонных конструкций и тем самым надежности высотных зданий, возводимых в сжатые сроки в зимнее время, является взвешенным, техническим и экономически обоснованным решением.
Для широкого внедрения данного метода зимнего бетонирования необходимо преодолеть ряд препятствий:
Библиографический список
1) решить технические вопросы переоборудования различных используемых опалубочных систем, разработать технологические регламенты дооснаще-ния их греющими элементами;
2) преодолеть инерционность руководителей и инженерно-технических работников строительных организаций не заинтересованных в дооснащении технологической оснастки;
3) разработать рекомендации по назначению режимов прогрева бетонных конструкций высотных зданий при использовании термоактивной опалубки с учетом реальных сроков производства работ и климатических условий.
Логическая схема достижения поставленной цели приведена на рисунке и частично реализована. Результатом работы являются практические рекомендации для специалистов проектных и строительных организаций по выбору оптимальных технических и экономических решений выдерживания бетона многоэтажных зданий в специфических условиях северной строительно-климатической зоны и по вопросам планирования строительного производства, оперативного управления процессом возведения зданий.
1. Крылов Б.А., Амбарцумян С.А., Звездова А.И. Руководство по прогреву бетона в монолитных конструкциях. М., 2005.
2. Афанасьев А.А., Минаков Ю.А. Термоактивная опалубка в монолитном домостроении // Стройматериалы, оборудование и технологии ХХ1 века. 1999. № 7, 8.
3. Афанасьев А.А . Технологическая надежность монолитного домостроения // ПГС. 2001. № 3.
4. Головнев С.Г. Материалы и технологии, обеспечивающие эффективность возведения зданий из монолитного бетона зимой.- Бетон и железобетон в третьем тысячелетии // Материалы второй международной научно-практической конференции. Ростов-на-Дону,2002.
5. Колчеданцев Л.М. Интенсифицированная технология бетонирования среднемассивных конструкций // Электромонтажные и специальные работы в строительстве. 1998. №4.
УДК 628.356
ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ СВОБОДНОЙ СТРУИ ЖИДКОСТИ В ПРОЦЕССАХ АЭРАЦИИ
К.В.Цыганкова1, Б. И.Мукосеев2, Г.А.Захаров3
^Дальневосточный государственный технический университет, Строительный институт, 690600, г. Владивосток, ул. Пушкинская, 10.
Дальневосточное отделение Российской Академии Наук, Институт прикладной математики, 690041, г. Владивосток, ул. Радио, 7.
Рассмотрены вопросы физического моделирования процессов истечения жидкости из цилиндрических насадок в процессе взаимодействия с неподвижной воздушной средой. В данной статье гидродинамическая задача истечения и деформации струи решена в переменных Лагранжа с использованием полных скоростей сред, что обусловливает наибольшее приближение физической модели к реальному процессу течения. Ил. 2. Библиогр. 5 назв.
Ключевые слова: аэрация; переменные Лагранжа; преобразование Лапласа; свободная струя; функции Бесселя; цилиндрическая система координат; траектории тел-точек.
1Цыганкова Ксения Васильевна, аспирант, ассистент кафедры теплогазоснабжения и вентиляции, тел.: (4232) 223887, e-mail: Tsygankova_K@mail.ru
Tsygankova Ksenia, Postgraduate student, Assistant of the chair of Heat and Gas Supply and Ventilation, tel.: (4232) 223887, e-mail: Tsygankova_K@mail.ru
2Мукосеев Борис Иннокентьевич, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник. Mukoseev Boris, Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Senior Researcher.
3Захаров Геннадий Александрович, кандидат технических наук, доцент кафедры теплогазоснабжения и вентиляции. Zakharov Gennady, Candidate of technical sciences, Associate professor of the chair of Heat and Gas Supply and Ventilation.
