Надежность строительства полносборных высотных зданий из модульных колонн, плит и ригелей заводского изготовления | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 11 февраля, печатный экземпляр отправим 15 февраля.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Архитектура, дизайн и строительство

Опубликовано в Молодой учёный №16 (358) апрель 2021 г.

Дата публикации: 14.04.2021

Статья просмотрена: 21 раз

Библиографическое описание:

Саллам, Саиф Гхалеб Ахмед. Надежность строительства полносборных высотных зданий из модульных колонн, плит и ригелей заводского изготовления / Саиф Гхалеб Ахмед Саллам. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2021. — № 16 (358). — С. 109-114. — URL: https://moluch.ru/archive/358/80005/ (дата обращения: 29.01.2023).



В статье автор анализирует технологию высокоскоростного возведения зданий путём применения полносборных модульных конструкций.

Ключевые слова: плита (HOLEDECK), быстромонтируемые здания, полносборные конструкции.

Высотные дома, как правило, проектируются и возводятся по технологии монолитного домостроения. Такая технология, при всей своей практичности и эстетичности, достаточно трудоёмкая в производстве и занимающая много времени. Помимо массового выполнения рациональных высоток, отмечено появление еще одной тенденции. Это феномен возведения «знаковых» зданий, которые отличаются своей формой и масштабом. На основании информации, собранной в базе данных, а также глядя на вновь созданные многоэтажки, можно предположить, что следующее поколение высотных зданий будет строиться по новой надежной технологии. Анализ сроков строительства высотных зданий и сооружений показывает важность влияния сокращения сроков строительства небоскребов. Например, в Китае удалось возвести 30-ти этажное здание всего за 19 дней, и это пример показывает возможность уменьшения сроков строительства высотных зданий.

В современном мире растет популярность быстромонтируемых зданий из моделей заводского изготовления, которые сооружаются в короткие сроки. Задача при строительстве таких зданий — обеспечить скорость и качество работ, снизить трудоемкость и затраты на строительство.

Быстромонтируемые модульные здания — это сооружения, монтируемые из объёмных унифицированных элементов заводского изготовления, снабженных внутренним инженерным оборудованием и обеспечивающих надежность, безопасность, прочность, жесткость, неизменяемость геометрических размеров модулей при транспортировке, монтаже и эксплуатации.

В современном строительном мире существует много объектов, которые необходимо возводить в минимальные сроки, автор предлагает решить эту проблему современными технологиями строительства, путем монтажа надземной части зданий из моделей высокопрочных сталежелезобетонных плит, колонн и ригелей, которые соединяются высокопрочными болтами, соблюдая транспортные размеры, сокращая время на доставку продукции и повышаю при этом экономическую целесообразность.

Автором была разработана система сталежелезобетонных колонн с узлами, соединяющими колонны друг с другом с помощью высокопрочных болтов и имеющих место сопряжения колонн и ригелей.

Плита (HOLEDECK) заводского изготовления с выстроенными инженерными сетями, позволяющая экономить время и людские ресурсы, позволяет легко проводить инженерные сети, а также экономить высотное пространство (в сравнении с тривиальными технологиями прокладки коммуникаций поверх плит перекрытия).

Концептуальный взгляд на строительство полносборных высотных зданий

Рис. 1. Концептуальный взгляд на строительство полносборных высотных зданий

Высокотехнологичная и высокопрочная система для строительства полно-монтажных высотных зданий. 1 — ригель; 2 — сталежелезобетонная колонна; 3 — плита (HOLEDECK); 4 — узел соединения сталежелезобетонных колонн; 5 — инженерные сети; 6 — модель смонтированных сталежелезобетонных колонн; 7 — болтовые соединения

Рис. 2. Высокотехнологичная и высокопрочная система для строительства полно-монтажных высотных зданий. 1 — ригель; 2 — сталежелезобетонная колонна; 3 — плита (HOLEDECK); 4 — узел соединения сталежелезобетонных колонн; 5 — инженерные сети; 6 — модель смонтированных сталежелезобетонных колонн; 7 — болтовые соединения

Общий вид типового строительного модуля в собранном виде. 1 — пол; 2 — узел соединения колонн; 3 — сталежелезобетонная колонна; 4 — сталежелезобетонный ригель

Рис. 3. Общий вид типового строительного модуля в собранном виде. 1 — пол; 2 — узел соединения колонн; 3 — сталежелезобетонная колонна; 4 — сталежелезобетонный ригель

Таблица 1

Параметры модулей полно-монтажных высотных зданий

п/п

Параметр

Горизонтальный модуль

Вертикальный модуль

1

Весь модуль, т

5

4

2

Геометрические размеры в проектном положении, мм:

Длина

9000

3000

Ширина

3000

1000–500

высота

600

3600

3

Геометрические размеры в транспортном положении, мм:

Длина

9000

3000

Ширина

3000

1000–500

Высота

600

3600

4

Расстояние между колоннами, мм

От 3 до 12

3000

5

Объем при транспортировке,

54

-

6

Площадь при транспортировке,

27

-

7

Строительный объем одного блока,

81

8

Количество площадок крепления на одном модуле, шт

12

0

9

Дополнительные крепления

8

0

10

Возможность крепление модулей по горизонтали

Есть

есть

11

Обеспечение жесткости

12

Время монтажа

1,2

0,5

13

Количество монтажников, чел.

4

4

Плита (HOLEDECK) заводского изготовления с выстроенными инженерными сетями, позволяющая экономить время и людские ресурсы, позволяет легко проводить инженерные сети, а также экономить высотное пространство (в сравнении с тривиальными технологиями прокладки коммуникаций поверх плит перекрытия).

Разработка усовершенствованной системы демпфирования была проанализирована на основе Японии, имеющей самую активную сейсмическую зону в мире, однако входящую в топ-3 стран в мире по количеству небоскрёбов. Важным аспектом проектирования высотных зданий является их динамическая реакция на землетрясения, а также способность здания к противодействию нагрузкам от ветровых вихрей. Кроме того, высотные здания чувствительны к вибрациям, вызываемым ветром. Воздействие таких вибраций становится критически важным для зданий свыше 200 метров. Под действием ветровых нагрузок сооружение не только отклоняется от своего вертикального положения в направлении действия ветра, но может также попадать в колебания, поперечные направлению ветра.

Спектр колебаний различен, нередко происходит так, что от нагрузок здание буквально «изгибается».

И хотя прочность строительных материалов (сталь, железобетон) за последние десятилетия увеличилась в разы, жесткость материалов остаётся на прежнем уровне. Изученные свойства материалов наталкивают на мысль о возможности частично «погашать» колебания самой конструкцией здания. Повышение устойчивости конструкции вызывает увеличение собственной частоты.

Легкая стальная конструкция, используемая в высотных зданиях, не имеет естественного демпфирования или естественного рассеивания энергии и поэтому чувствительна к опасным увеличениям напряжений в условиях резонансных колебаний. В таком случае динамическое воздействие нагрузок может быть уменьшено путем перераспределения жесткости во избежание резонанса или путем введения системы демпфирования в здании.

Демпфирующие устройства могут быть пассивными (не требующими дополнительного источника энергии) и активными (подавляющими реакции с помощью внешней энергии). Существуют также смешанные (гибридные) системы.

Система гашения вибрации

Рис. 4. Система гашения вибрации

Система демпфирования

Рис. 5. Система демпфирования

HOLEDECK — это запатентованная система, способная построить оптимальную железобетонную конструкцию. Система позволяет экономить до 20 % внутреннего полезного объёма здания. Благодаря своей модульности, система может быть разнообразной, состоящей из составных частей различных параметров и габаритов. Система также может быть адаптирована к традиционным формам и геометрии.

Энергетические потери здания снижаются до 20 %, сооружение становится более энергоэффективным. Кроме того, используя тепловую инерцию бетона, можно добиться создания теплового аккумулятора и, как следствие, снизить энергопотребление здания.

HOLEDECK совместим с биоклиматическими системами (геотермальная энергия, солнечная энергия, приточная вентиляция с рекуперацией)

Благодаря геометрии плиты, изделие имеет повышенную звукоизоляцию. Время реверберации сокращено до 20 % по отношению к обычной плоской бетонной плите.

Диаграмма сравнения характеристик плиты HOLEDECK и обычной ж/б плиты

Рис. 6. Диаграмма сравнения характеристик плиты HOLEDECK и обычной ж/б плиты

Заключение:

Основные преимущества технологии быстровозводимых полносборных высотных зданий состоят в уменьшении сроков строительства и экономии людских ресурсов.

Литература:

  1. Vahedi, A. Nature as a Source of Inspiration of Architectural Conceptual Design. Master’s Thesis, Eastern Mediterranean University, Gazimagusa, Cyprus, 2009. ˆ
  2. Nassery, F. Geometric forms of contemporary architecture. Czas. Tech. 2010, 107, 284–289. (In Polish) Buildings 2019, 9, 193
  3. Kawecki, J.; Maslowski, R. Application of quasi-active and hybrid passive dampers to reduce seismic and paraseismic vibrations of buildings—Overview of solutions. Czasopismo Techniczne 2010, 1, 59–67. (In Polish)
  4. Lago, A.; Wood, A.; Trabucco, D. Damping Technologies for Tall Buildings: New Trends in Comfort and Safety; Elsevier: Amsterdam, The Netherlands, 2015.
  5. Афанасьев А. А. и др. Технология возведения полносборных зданий. — Москва, 2007. — 358 с.
  6. Афанасьев А. В., Афанасьев В. А. Организация строительства быстровозводимых зданий и сооружений. Быстровозводимые и мобильные здания и сооружения: перспективы использования в современных условиях. СПб, Стройиздат, 1998. — С. 226–230.
  7. Асаул А. Н., Казаков Ю. Н., Быков B.Л, Князь И. П., Ерофеев П. Ю. Теория и практика использования быстровозводимых зданий. СПб, Гуманистика, 2004.-463 с.
  8. 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.
  9. Сычев С. А. Исследование изменения трудозатрат монтажа скоростного объемно-модульного строительства. /Сычев С. А. //Журнал «Промышленное и гражданское строительство», Москва, № 8(60) ноябрь 2015, С.78–81
Основные термины (генерируются автоматически): HOLEDECK, здание, заводское изготовление, колонна, высотное пространство, плита, плита перекрытия, сеть, система, тривиальная технология прокладки коммуникаций.


Ключевые слова

плита (HOLEDECK), быстромонтируемые здания, полносборные конструкции

Похожие статьи

Быстромонтируемые высотные полносборные здания из...

Многоэтажное высокое здание состоит из сталежелезобетонных элементов заводского изготовления, установленных через

Основные термины (генерируются автоматически): BIM, HOLEDECK, здание, колонна, сталежелезобетонный элемент заводского изготовления...

Обоснование применения облегченных монолитных...

Перекрытия — это горизонтальные несущие и ограждающие (разделяющие внутреннее

Преимущества устройства перекрытий зданий из монолитного бетона (по сравнению со

Высоту пустотных плит рекомендуется принимать не менее 25 см и не более 50 см, класс...

Исследование напряженно-деформированного состояния...

Плита и ребра моделируются конечными элементами оболочек [3]. Преимуществом данных моделей является возможность моделирования плиты и ребер конечными элементами одинакового размера; однако такой способ моделирования затрудняет общую оценку...

Высокотехнологичная каркасная система полносборных зданий

Плиты перекрытия представляют себя плиты перекрытия кессонного типа, сообщающиеся между собой с помощью отверстий для прокладки

Рис. 1. Элементы высокотехнологичной каркасной системы полносборных зданий (1 — колонна, 2 плита перекрытия, 3 — стеновой...

Технология строительства высотных зданий | Статья в журнале...

 Ключевые слова: строительный котлован, опалубочная система, высотное здание, технология строительства, виброгасители

Строительство высотных зданий требует нового подхода для обеспечения характеристик, необходимых для зданий такого типа.

Необходимость усовершенствования технологии...

При данной технологии каркас здания состоит из многоярусных сборных колонн (чаще всего двух- или трехэтажных) и сборно-монолитных многопустотных перекрытий, которые состоят из монолитных балочных ригелей и многопустотных или ребристых плит перекрытия.

Анализ истории высотного строительства в мире | Молодой ученый

Ключевые слова: высотное здание, небоскреб, строительная система, строительный материал, железобетон, металл.

Строительство первых высотных зданий началось в конце XIX века в США. Это связано с изобретением новых технологий и материалов в строительном деле.

Сравнение современных методов расчета монолитных...

Впервые конструкция здания с применением безбалочных перекрытий была использована в

Впервые задумываться о проблемах расчета безбалочных перекрытий стали инженеры Дж.

Суть метода состоит в том, что в стадии разрушения плита рассматривается как система...

Похожие статьи

Быстромонтируемые высотные полносборные здания из...

Многоэтажное высокое здание состоит из сталежелезобетонных элементов заводского изготовления, установленных через

Основные термины (генерируются автоматически): BIM, HOLEDECK, здание, колонна, сталежелезобетонный элемент заводского изготовления...

Обоснование применения облегченных монолитных...

Перекрытия — это горизонтальные несущие и ограждающие (разделяющие внутреннее

Преимущества устройства перекрытий зданий из монолитного бетона (по сравнению со

Высоту пустотных плит рекомендуется принимать не менее 25 см и не более 50 см, класс...

Исследование напряженно-деформированного состояния...

Плита и ребра моделируются конечными элементами оболочек [3]. Преимуществом данных моделей является возможность моделирования плиты и ребер конечными элементами одинакового размера; однако такой способ моделирования затрудняет общую оценку...

Высокотехнологичная каркасная система полносборных зданий

Плиты перекрытия представляют себя плиты перекрытия кессонного типа, сообщающиеся между собой с помощью отверстий для прокладки

Рис. 1. Элементы высокотехнологичной каркасной системы полносборных зданий (1 — колонна, 2 плита перекрытия, 3 — стеновой...

Технология строительства высотных зданий | Статья в журнале...

 Ключевые слова: строительный котлован, опалубочная система, высотное здание, технология строительства, виброгасители

Строительство высотных зданий требует нового подхода для обеспечения характеристик, необходимых для зданий такого типа.

Необходимость усовершенствования технологии...

При данной технологии каркас здания состоит из многоярусных сборных колонн (чаще всего двух- или трехэтажных) и сборно-монолитных многопустотных перекрытий, которые состоят из монолитных балочных ригелей и многопустотных или ребристых плит перекрытия.

Анализ истории высотного строительства в мире | Молодой ученый

Ключевые слова: высотное здание, небоскреб, строительная система, строительный материал, железобетон, металл.

Строительство первых высотных зданий началось в конце XIX века в США. Это связано с изобретением новых технологий и материалов в строительном деле.

Сравнение современных методов расчета монолитных...

Впервые конструкция здания с применением безбалочных перекрытий была использована в

Впервые задумываться о проблемах расчета безбалочных перекрытий стали инженеры Дж.

Суть метода состоит в том, что в стадии разрушения плита рассматривается как система...

Задать вопрос