Архитектура общественных зданий

Основные  положения технологии возведения зданий и  сооружений

Общие понятия.

 
Строительство является одной из основных сфер производственной деятельности человека. В процессе строительного производства создаются отдельные элементы, конструкции  и в конечном итоге здания и  сооружения. Многообразие типов зданий и сооружений порождает необходимость  в их классификации. 
Здание — строительная система, состоящая из несущих и ограждающих конструкций, образующих замкнутый объём. Предназначается для пребыва¬ния людей и выполнения ими своих функциональных потребностей ( жильё, отдых, работа, учёба, быт), а так же для размещения технологического оборудования (трансформаторные подстанции, насосные). 
Классификация по назначению: 
- жилые, предназначены для проживания людей; 
- общественные, обеспечивают удовлетворение трудовых, общественных и бытовых потребностей населения. К ним относятся админиcтративные, учебные, культурно-массовые, зрелищные, спортивные, торговые и бытовые здания; 
- производственные, в которых создаются, хранятся и перерабатывают-ся предметы материального производства и энергоресурсы. 
Классификация по конструктивно- технологическим признакам: 
- каменные, из кирпича и мелкоштучных элементов; 
- крупнопанельные, из сборных железобетонных панелей и плит; 
- каркасные. Несущие конструкции представлены металлическим, железобетонным или деревянным каркасом, на который монтируются различные ограждающие элементы; 
- из монолитного железобетона; 
- из сборных объёмных элементов (блоков). 
Различные типы зданий возводятся по различным технологиям. 
Сооружение - объёмная, плоскостная или линейная строительная систе¬ма, состоящая из самонесущих и ограждающих конструкций. Предназнача¬ется для технологических потребностей производства, транспортных комму¬никаций, безопасности и комфортности проживания людей. 
Классификация по назначению: 
- транспортные, предназначенные для функционирования железнодорожного, авиационного и водного транспорта; 
- гидротехнические (речные и морские), обеспечивают хозяйственную деятельность человека на естественных и искусственных водоёмах; 
- ёмкостные, предназначенные для хранения жидких и газообразных веществ; 
- грунтозащитные (подпорные стенки, селеприёмники, защитные козырьки от лавин на дорогах и др.); 
- сооружения связи (радиоантенны, телевышки ), 
- технологические сооружения промышленных предприятий 
(эстакады, этажерки, транспортёры и др). Обеспечивают функционирование технологических линий по производству промышленной продукции; 
- сооружения сельскохозяйственных предприятий. 
Частным случаем сооружений можно считать инженерные сети ( водоснабжение, водоотведение, теплоснабжение, электроснабжение, связь, технологические сети промышленных предприятий, нефте и газопроводы). 
Инженерные сети — сооружения (трубопроводы, кабели, тоннели), объединённые в системы и предназначенные для перемещения различных сред и энергоресурсов. 
Сооружения возводятся из различных строительных материалов (грунт, металл, бетон, железобетон, дерево). 
Основное назначение строительной отрасли - производство строительной продукции. 
Строительная продукция - законченные строительством здания, сооружения и их элементы. 
В создании строительной продукции большую роль играют технологии её производства, как в целом, так и отдельных частей. Технология определяет в каком порядке и каким способом должен протекать строительный процесс, который является сочетанием трёх основных элементов любого производства: трудовые ресурсы + предметы труда (материальные ресурсы) + технические средства (орудия труда). Поэтому технологические регламенты строительных работ можно считать «четвёртым элементом» строительного процесса. 
Технология возведения зданий и сооружений (ТВЗ) объединяет простые и сложные технологические процессы, различающиеся по основным элементам производства. Эффективность технологии зависит от уровня взаимодействия процессов. Чем выше уровень их сочетания, тем эффективнее технология. 
Строительная продукция (СП) разделяется на уровни: 1 уровень - строительная конструкция (элемент части здания или сооружения: блок, плита, ферма, колонна и т.д.); 
2 уровень - элемент строительной продукции (выполненные части зданий: фундамент, стены, этаж и др.); 
3 уровень - строительная продукция (готовые здания и сооружения). Производственные процессы , в результате которых получается продукция, разделяются на: 
- частные (соответствуют 1 уровню СП); 
- специализированные (соответствуют 2 уровню СП); 
- объектные ((соответствуют 3 уровню СП). 
Технологии возведения зданий и сооружений основываются на целом ряде общих принципов, главными из которых являются следующие: 
- технологии строительных процессов должны отвечать современному уровню и быть конкурентоспособны; 
- строительная продукция должна отвечать требованиям государ¬ственных стандартов; 
- основным и ведущим строительным процессом является технологический процесс возведения несущих (или основных) конструкций зданий (сооружений); 
- возведения несущих конструкций должно выполнятся таким образом, чтобы обеспечить геометрическую неизменяемость, пространствен¬ную устойчивость и прочность каждой конструктивной ячейки, отдельных частей и здания в целом; 
- ведущие процессы осуществляются поточными методами производства работ; 
- общестроительные и специализированные работы, сопутствующие ведущему процессу, максимально совмещаются с основным поцессом по возведению коробки здания; 
- ведущий строительный процесс осуществляются только в полной технологической увязке со всеми смежными работами, своевременно разворачивая фронт работ и создавая условия для применения механизации; 
- основным грузоподъёмным средством является грузоподъёмный механизм, который закрепляется за специализированным потоком; 
- механизация работ должна быть комплексная с максимальным использованием ведущей машины; 
- уровень качества выпускаемой продукции должен отвечать нормируемым параметрам, 
- орудия и предметы труда должны отвечать современным технологиям, поступление их на строительную площадку должно быть строго регламентировано технологической необходимостью (по времени и по объёму); 
- технологические процессы должны быть обеспечены средствами безопасности и не наносить ущерба окружающей среде.  

Нормализация  технологий возведения зданий и сооружений.

 
Нормализация строительного технологического процесса - это подчинение его регламентированным нормам, правилам, стандартам и другим нормативным документам. 
В Российской Федерации введена в действие « Система нормативных документов в строительстве». Нормативные требования этих документов являются обязательными. Их применение позволяет обеспечить соблюдение обязательных норм, правил и стандартов. Нормативные документы разра¬батываются в соответствии с требованиями Международной организации по стандартизации. 
Нормативные документы подразделяются на федеральные, субъектов федерации и стандарты предприятий. 
К федеральным (общегосударственного назначения) нормативным документам относятся: 
- строительные нормы и правила (СНиП) Российской Федерации; 
- межгосударственные строительные нормы и правила; 
- государственные стандарты Российской Федерации в области строительства (ГОСТ Р).Стандарты устанавливают требования к группам однородной продукции, характеризующейся общностью функционального назначения, области применения и др. По содержанию ГОСТы можно разделить на 3 группы: на продукцию, общетехнические и организационно- методические. ГОСТы на продукцию содержат требования к применяемым материалам, конструкциям, машинам, механизмам, оснастке, т.е. на материальные ресурсы и средства производства. Общетехнические стандарты регламентируют типовые технологические процессы. Стандарты организационно- методические определяют требования к технической, проектной и конструкторской документации. Системы единых стандартов конструкторской (ЕСКД), технологической документации (ЕСТД) и проектной документации в строительстве (СПДС) устанавливают единые правила их выполнения, оформления и обращения, регламентирует терминологию, употребляемую при проектировании и производстве продукции. 
правила по проектированию и строительству (СП ); 
- руководящие документы системы (РДС); 
К нормативным документам субъектов федерации относятся документы территориального назначения- территориальные строительные нормы (ТСН). 
 
Стандарты предприятий (СТП) конкретизируют требования норматив¬ных документов для конкретного предприятия. 
Кроме вышеназванных нормативных документов в строительстве необходимо руководствоваться нормами, правилами и нормативами органов государственного надзора, министерств и ведомств: Гостехнадзора, по эксплуатации механического оборудования; Госпожарнадзора, по выполнению правил пожарной безопасности; санитарного надзора по соблюдению гигиенических требований в проектах и при ведении строительных работ, ГАИ, МПС и других ведомств в части касающейся. 
Нормализация технологий возведения зданий и сооружений предусма¬тривает использования различных организационно-технологических документов: пособий, инструкций, руководств, рекомендаций, разработанных строительными организациями, которые носят рекомендательный характер, но не должны противоречить требованиям основных нормативных документов.   

Технологические режимы.

 
Технологические режимы - физические, физико-химические, химические, гидро-механические, механические и другие процессы, обладающие соответствующими параметрами, которые определяют распорядок действий и условия работы (технологию производства работ). 
В технологиях возведения зданий и сооружений указанные режимы рассматриваются не в отрыве друг от друга, а в определённой совокупности. Требуется такое сочетание указанных параметров, которое позволяет регулировать общий процесс возведения здания с сохранением основных принципов технологий - непрерывности производства, интенсивности труда, необходимых режимов труда и безопасных условий работы. 
Главными параметрами технологических режимов являются: 
- температурные пределы применения материалов; 
- температура воздуха; 
- относительная влажность воздуха; 
- жизнеспособность в зависимости от температура воздуха; 
- эксплуатационные режимы машин. 
Некоторые из указанных параметров технологических режимов носят постоянные характеристики в течении всего технологического процесса, а другие- только на определённый период времени. 
Температура, относительная влажность и скорость движения воздуха ре¬гламентируют технические условия на материалы, изделия и конструкции, а так же санитарные нормы. Например, одни технологические процессы допускается выполнять при температуре воздуха не ниже +5°С, другие до - 20°С. 
Эксплуатационные режимы машин так же регламентированы, их параметры и характеристики содержатся в паспортах и технических условиях. Эта информация необходима при проектировании механизации работ.  

Параметры технологического процесса возведения здания или  сооружения.

 
Производственный процесс возведения здания или сооружения является совокупностью  отдельных частных и комплексных  технологических процессов, которые  протекают в пространстве и времени. 
Организация строительного процесса в пространстве обеспечивается разделением конструктивного объёма строящегося здания или сооружения на фронты работ, которые являются основными пространственными параметрами. Фронты работ, в свою очередь, делятся на: участки, захватки, делянки, ярусы, монтажные участки, блоки бетонирования, карты, технологические узлы. 
Участок - часть здания (сооружения), в пределах которого существуют одинаковые производственные условия, дающие возможность применять одинаковые методы и технические средства (температурные блоки промыш¬ленных зданий, секции жилых зданий). 
Захватка - часть здания (сооружения) в пределах которого повторяются одинаковые комплексы строительных процессов. Они характеризуются примерно равными трудоёмкостью, составом и количеством строительных процессов, а так же продолжительностью их выполнения (этаж, часть этажа, гргуппа элементов, количество комнат под отделку, часть котлована и др.). фронт работ на захватке должен быть достаточным для одновременной работы бригады или звена. 
Делянка - фронт работ для звена или отдельного рабочего. 
Ярус - частный случай захватки. Представляет собой часть объёма зда¬ния (сооружения), или отдельной конструкции, разделённой по высоте. Этот параметр наиболее часто применяется в каменных (ярус кладки), бетонных (блок бетонирования), монтажных (высота конструктивного элемента) процессах. 
Монтажный участок - частный случай захватки, при выполнении строительно-монтажных работ (несколько ячеек многоэтажного каркасного зда¬ния). 
Блок бетонирования - часть объёма бетонной (железобетонной) конструкции, разбитой по конструктивным или технологическим соображениям. 
Карта — часть фронта работ плоскостного сооружения (или конструкции) принимаемого в качестве захватки (земляные сооружения, полы, дороги). 
Технологический узел - разновидность монтажного участка, габариты которого определяются требованиями одновременного монтажа строительных конструкций и технологического оборудования. 
Фронт работ является основой для организации рабочих мест бригад и звеньев. 
Временные параметры характеризуют продолжительность процесса возведения здания в целом, отдельных технологических циклов или различных элементов строительной продукции. Используются они в календарном планировании.Результирующими параметрами технологии возведения зданий и соору¬жений являются технико-экономические показатели: трудоёмкость, интенси¬вность производства, показатели расхода ресурсов и другие. 
Направление развития и функционирования технологических строитель¬ных процессов зависит от конструктивных особенностей зданий, методов и технологий производства работ. Оно может осуществляться по нескольким схемам (см. рис. 1.1.) 
 

 
Рис. 1.1. Основные схемы развития технологических  процессов. А - вертикально - восходящая; Б - вертикально - нисходящая; В - горизон¬тальная продольная ; Г - горизональная поперечная 
Область рационального использования различных схем развития техно¬логических процессов приведена в таблице 1.1 
Осуществление отдельных строительных процессов можно рассматри¬вать параллельным, последовательным и поточным методами производства работ. Технология возведения зданий и сооружений основаны на совокуп¬ности указанных методов. Как правило, ведущие процессы выполняются поточными методами, а остальные - параллельно-поточными и последовательными методами.Направление развития и функционирования технологических процессов при возведении зданий и сооружений.   

Технологичность строительной продукции.

 
Достижение проектных показателей  в процессе создания строительной продукции  в значительной степени зависит  от того, в какой мере проектное  решение учитывает реальные производственные условия. 
Технологичность продукции - это категория, определяющая взаимосвязь продукции, технологии её изготовления и производства работ, другими сло¬вами - это мера соответствия надёжности достижения проектных показателей или приспособленность продукции к способам и технологиям её изготовле¬ния. Она отражается в затратах труда, машинного времени, материальных ресурсов и денежных средств на изготовление, транспортирование и монтаж строительных конструкций.  

Технологическая структура процесса возведения строительных объектов.

 
Возведение зданий и сооружений - комплексный производственный процесс, состоящий из множества простых  строительных процессов различ¬ной сложности по индивидуальным технологиям, со своими технологичес¬кими режимами, пространственными и временными параметрами. Поэтому задача выбора строительных технологий состоит в том, чтобы установить порядок их взаимодействия и создать непрерывную технологическую цепь выполнения. Наиболее рациональные сочетания работ (процессов) объединяются в технологические циклы. 
Циклы позволяют общий комплексный процесс возведения зданий и сооружений расчленить на несколько составляющих, целью которых явля¬ется получение различных элементов строительной продукции. Для разных строительных объектов разбивка на циклы различная. В свою очередь циклы могут разделяться на строительные технологические комплексы (подциклы), которые при строительном технологическом проектировании выбираются произвольно, в зависимости от принятой технологии, объёмно-планировоч¬ных и конструктивных решений. 
В каждом технологическом цикле имеется, как правило, один ведущий строительный процесс, которому подчинены основные и вспомогательные процессы, входящие в строительные технологические комплексы. 
Технологические циклы характеризуются не только технологическими связями строительных процессов, но и подчиняют их определённому поряд¬ку и продолжительности выполнения. Технологическая структура циклов является одной из главных характеристик технологий , их нарушение озна¬чает несоблюдение технологии строительного производства. Завершение каждого цикла создаёт условия для выполнения последующих работ и приближает к завершению объекта в целом. 
В зависимости от количества циклов в производственном процессе возведения зданий, технологии подразделяются на двухцикличные, трёхци-кличные и многоцикличные. 
Параметры технологических циклов являются основой для разработки различной документации по организации и управлению строительством. 
Пример технологической структуры возведения каменного здания приведён на схеме (рис 1.2 ). 
Здание возводится по трёхцикличной технологии, каждый цикл разбит на строительные технологические комплексы ( подциклы ). Подциклы, в дальнейшем, могут быть дифференцированы по видам работ (процессам ).