Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Анализ состояния процессов возведения индивидуальных жилых домов из индустриальных сэндвич-панелей в России и за рубежом 11
1.1. Роль и место быстровозводимых зданий и сэндвич-панелей в строительном комплексе 12
1.2. Требования, предъявляемые к моделям и методам оценки эффективности возведения индивидуальных жилых домов из сэндвич- панелей 23
1.3. Оценка состояния существующих моделей технологий возведения индивидуальных жилых домов из сэндвич-панелей 33
Выводы по главе 40
ГЛАВА 2. Теоретическое моделирование усовершенствованных технологических решений возведения индивидуальных жилых домов из индустриальных сэндвич-панелей 43
2.1. Алгоритм разработки оптимальной модели технологии монтажа индивидуальных жилых домов из индустриальных сэндвич-панелей 43
2.2. Усовершенствованные конструктивно-технологические решения монтажа индивидуальных жилых домов из индустриальных сэндвич-панелей 51
2.3. Усовершенствованные технологические решения возведения индивидуальных жилых домов из оптимизированных сэндвич-панелей 59
Выводы по главе 69
ГЛАВА 3. Экспериментальные исследования усовершенствованной технологии монтажа индивидуальных жилых домов из индустриальных сэндвич-панелей 71
3.1. Особенности разработанной технологии 71
3.2. Организация и технология выполнения работ по возведению индивидуальных жилых домов 78
3.3. Экспериментальное строительство и обоснование оптимспльных технологических параметров усовершенствованного метода возведения индивидуальных жилых домов 84
Выводы по главе 103
ГЛАВА 4. Оценка технико-экономической эффективности и технологичности усовершенствованного метода возведения индивидуальных жилых домов из индустриальных сэндвич-панелей 105
4.1. Исследование технико-экономической эффективности применения усовершенствованных технологических решений при возведении индивидуальных жилых домов из индустриальных сэндвич-панелей 105
4.2. Анализ альтернативных вариантов монтажа индивидуального жилого дома из индустриальных сэндвич-панелей 113
4.3. Исследование технологичности монтажа индустриальных сэндвич- панелей с рациональными параметрами 116
Выводы по главе 131
Заключение 134
Список использованной литературы 137
Справки о внедрении 147
- Требования, предъявляемые к моделям и методам оценки эффективности возведения индивидуальных жилых домов из сэндвич- панелей
- Усовершенствованные конструктивно-технологические решения монтажа индивидуальных жилых домов из индустриальных сэндвич-панелей
- Организация и технология выполнения работ по возведению индивидуальных жилых домов
- Анализ альтернативных вариантов монтажа индивидуального жилого дома из индустриальных сэндвич-панелей
Введение к работе
Актуальность темы. Исследование технологических решений воз-ведения индивидуальных жилых домов из индустриальных сэндвич-панелей как особого типа строительных объектов повышенной степени заводской готовности является важным направлением в развитии отечественного строительного комплекса в XXI веке. Эффективность технологий монтажа быстровозводимых индивидуальных жилых домов обусловлена значительным сокращением продолжительности, стоимости и трудоёмкости их возведения, повышением качества и ускорением ввода в эксплуатацию законченных «под ключ» объектов. Многообразие действующих в строительном производстве факторов приводит к значительному разнообразию и их технологических решений. В последние годы появились и новые актуальные факторы влияния, к которым относятся чрезвычайные ситуации природного и техногенного характера, в т. ч. пожары в регионах РФ в 2010 году.
Актуальность темы обусловлена тем, что к 2011 году в жилищном строительстве в РФ и за рубежом применяются как излишне мелкие в плане (до 1 на 1 метр), так и излишне крупные в плане (более 3 на 6 метров) сэндвич-панели систем «Модуль», «Сокол», «Охта», «УИЗ», «УСРЗ» и др. Они имеют высокие трудоемкости и стоимости монтажа ввиду многодельности и необходимости дорогого кранового оборудования. Кроме того, их существующие типовые гвоздевые, болтовые, сварные, бетонные и другие узлы соединения добавляют еще большую трудоемкость и стоимость монтажа ввиду их сложности и необходимости дорогого сварочного, резательного и другого оборудования. Поэтому возникла важная научная и практическая задача разработки усовершенствованной технологии воз-ведения индивидуальных жилых домов из индустриальных сэндвич-панелей на основе оптимизированной последовательности строительных операций монтажа рациональных элементов по размерам и массе с помощью быстросборных узлов.
Однако до сих пор теоретически не смоделированы подобные рациональные технологические решения возведения индивидуальных жилых домов из оптимальных по размеру индустриальных сэндвич-панелей; не обоснован алгоритм разработки модели монтажа быстровозводимых коттеджей на основе новых быстросборных типов узлов; не предложены практические рациональные конструктивно-технологические решения монтажа инди-видуального жилого дома из индустриальных сэндвич-панелей. Поэтому и возникла важная научная задача разработки обоснованных рациональных технологических решений возведения жилых домов на основе оптимизированных индустриальных типов сэндвич-панелей.
Решению подобных задач в технологии строительства быстровозводи-мых зданий уделено большое внимание в работах таких отечественных и зарубежных ученых, как Афанасьева В.А., Адама Ф., Бадьина Г.М., Берд-никова Ю.Д., Бирюкова А.Н., Быкова В.Л., Варламова Н.В., Ильина В.П., Казакова Ю.Н., Казанцева И.Д., Карасёва Н.Н., Козина П.А., Олейника П.П., Петракова Б.И., Прыкина Б.В., Сапрыкиной Н.А., Сио К., Степанова И.В., Танге К., Темнова В.Г., Тимощука О.А., Фридмана И., Яковлева В.А. и др. Однако анализ выявленных литературных источников позволил установить, что существующие технологические решения в строительстве быстровозводимых зданий не в полной мере удовлетворяют современным требованиям, особенно достижению критериев минимума трудовых и финансовых видов затрат.
Поэтому целью диссертационного исследования является разработка рациональных технологических решений возведения индивидуальных жилых домов из индустриальных сэндвич-панелей, обеспечивающих снижение трудоемкости и стоимости строительства.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие научные задачи:
проанализировать состояние строительных процессов возведения инди-видуальных жилых домов из индустриальных сэндвич-панелей в России и за рубежом;
провести оценку состояния существующих моделей возведения коттед-жей из сэндвич-панелей;
теоретически смоделировать усовершенствованные технологические решения возведения индивидуальных жилых домов из оптимальных по размеру индустриальных сэндвич-панелей повышенной степени заводской готовности с минимумом кранового оборудования;
разработать новый алгоритм обоснования оптимальной модели мон-тажа быстровозводимых коттеджей с учетом критериев оптимизации – мини-мума трудоемкости и стоимости монтажа;
предложить усовершенствованные конструктивно-технологические решения монтажа индивидуальных жилых домов из индустриальных сэнд-вич-панелей на основе быстросборного шарнирного узла типа «муфта-гильза» из стали, не требующего сварки и омоноличивания;
смоделировать и системно исследовать строительный процесс и техно-логию монтажа индивидуальных жилых домов из индустриальных сэндвич-панелей методом «сухой» быстрой сборки в основном вручную с минимумом использования кранового оборудования и без «мокрых» процессов и его технологические параметры;
предложить рациональный вариант организации и технологии выпол-нения работ по монтажу коттеджей с учетом основных факторов влияния - площади объекта, количества и квалификации рабочих в звене, степени механизации работ, площади и веса панелей, видов узлов соединений;
оценить технико-экономическую эффективность и технологичность, как низкие трудоемкость и стоимость, простоту, всепогодность, доступность и экономичность разработанного метода возведения индивидуальных жилых домов из индустриальных сэндвич-панелей.
Объектом исследования является строительный технологический процесс возведения индивидуальных жилых домов способом монтажа ин-дустриальных сэндвич-панелей.
Предметом исследования являются параметры технологических процессов возведения индивидуальных жилых домов способом монтажа индустриальных сэндвич-панелей.
Границами исследования являются технологические решения возведения основных строительных конструкций перекрытий, стен и перегородок надземной части зданий во 2 В климатическом подрайоне РФ (в т.ч. Ленинградская область) без исследования технологии устройства подземной части зданий, отделочных и инженерных работ, которые принимаются известными способами.
Методика исследования: технико-экономический системный анализ существующих технологических решений, патентный поиск, сравнительное вариантное технологическое проектирование, натурные эксперименты, теоретическое моделирование, исследования и замеры технологических параметров процессов возведения индивидуальных жилых домов, математическая статистика и теория вероятности при решении оптимизационных задач.
Научная новизна работы состоит в следующем:
предложен новый теоретический подход к разработке усовершенствованной технологии в строительных процессах возведения индивидуальных жилых домов из индустриальных сэндвич-панелей методом моделирования и многокритериальной оптимизации технологических решений;
разработаны усовершенствованные технологические решения монтажа оптимизированных по размерам сэндвич-панелей, состоящих из каркаса, минераловатных теплоизоляционных плит и облицовочных обшивок, которые соединяются между собой с помощью новых быстросборных шарнирных узлов типа «муфта-гильза» и герметизируются укладкой упругих теплозащитных шнуров в пазы панелей до их монтажа, с учетом наиболее важных критериев оптимальности: минимума затрат труда и машинного времени и минимума стоимости;
выявлены основные факторы и закономерности, влияющие на опти-мизацию технологических режимов возведения индивидуальных жилых до-мов из индустриальных сэндвич-панелей: снижение трудоемкости и стоимости монтажа от: увеличения размеров, степень заводской готовности и массы панелей; от снижения трудоемкости устройства узлов соединений; сокращение продолжительности строительства от повышения: количества и квалификации рабочих в звене, сменности и степени механизации работ;
установлено влияние основных факторов и закономерностей на опти-мизацию технологических режимов, позволяющее обеспечить снижение трудоемкости работ до 0,2 чел.- ч. и стоимости работ до 40 руб. на один кв. м площади панелей.
Практическая значимость и реализация работы состоят в следующем:
доказана на объектах экспериментального строительства в п. Сивер- ский Ленинградской области в 2009-2010 гг. технологическая и эконо-мическая целесообразность применения разработанных усовершенствованных технологических решений возведения индивидуальных жилых домов из индустриальных сэндвич-панелей на основе нового узла типа «муфта-гильза», как более конкурентной строительной технологии по сравнению с известными способами строительства на основе традиционных мелкоэлементных и недостаточно индустриальных каменных и бетонных изделий;
разработан усовершенствованный вариант рациональных техно-логических решений возведения индивидуальных жилых домов из инду-стриальных сэндвич-панелей с учетом наиболее важных потребительских критериев оптимальности: минимума затрат труда и машинного времени, минимума стоимости;
разработан, согласован с руководством СПбГАСУ, утвержден президентом ЗАО «СЗНК» и внедрен новый руководящий технический материал - «Технологический регламент возведения индивидуальных жилых домов из индустриальных сэндвич-панелей», использованный в ЗАО «СЗНК» и ООО «МастерСтройКомпания» в 2010 г. при строительстве 3 экспериментальных индивидуальных жилых домов в Ленинградской области;
доказаны высокие технико-экономическая эффективность и техноло-гичность как низкие трудоемкость и стоимость, простота, всепогодность, доступность и экономичность применения усовершенствованных решений возведения индивидуальных жилых домов из индустриальных сэндвич-пане-лей, стоимость монтажа которых снижена до 40 руб на 1 кв. м площади пане-лей, а трудоемкость работ - до 0,2 чел.-ч. на 1 кв. м площади, что на 7-10% эффективнее по сравнению с сопоставимыми традиционными методами.
Достоверность результатов исследований подтверждается значитель-ным объемом проанализированных конструктивно-технологических реше-ний; применением современных методов исследования, адекватных объекту изучения, моделирования, натурных экспериментов и исследования техно-логических параметров процессов возведения жилых домов, математической статистики и теории вероятности при решении оптимизационных задач; положительной апробацией и практикой внедрения.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили одобрение на 66-й и 67-й научных конференциях профессоров, преподавателей, научных работников, инже-неров и аспирантов в СПбГАСУ в 2009 и 2010 гг., на научно-практической конференции «Управление строительством в современных условиях» в 2009г. в ВИТУ, на Международной конференции «Загородное домостроение - 2009» в Санкт-Петербурге, на 2-ой Межрегиональной конференции «Раз-витие монолитного домостроения в жилищно-гражданском строительстве» в ОАО «ЛенНИИпроект» в 2009г.
Публикации. Основные положения диссертационной работы изложены в опубликованных в открытой печати 12 научных трудах, из них две статьи - в журнале, рекомендуемом ВАК, а также в двух отчетах по НИР, выпол-ненных в 2007 и 2009гг. по планам бюджетных научных работ Северо-Западного регионального отделения РААСН.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 155 страницах, включает 15 таблиц и 66 рисунков. Список ис- пользованной литературы содержит 138 наименований.
Требования, предъявляемые к моделям и методам оценки эффективности возведения индивидуальных жилых домов из сэндвич- панелей
Пневматические сооружения возводились вместо капитальных зданий из традиционных деревянных, металлических и каменных материалов в тех случаях, когда время, отведенное на строительство, измеряется часами или сутками, а также, когда заранее известно, что срок функционирования сооружения на данной площадке непродолжителен. Возможность передислокации на одном автомобиле или одном самолете и монтажа всего за несколько часов определили область применения за рубежом на первом этапе как сооружений полевого типа, быстромонтируемых на необжитых площадках удаленных районов страны.
Однако, как показывает современный опыт, сегодня в США, Европе и Японии количество пневмообъектов постоянного назначения достигло уже нескольких тысяч единиц.
Исследование выявило, что в зарубежной практике определились следующие основные направления эффективного использования быстровозводи- мых зданий в конкурентной среде: 1) временные жилые дома и общественные здания при стихийных бедствиях и катастрофах - медпункты, столовые, укрытия, склады, бани, прачечные, штабы; 2) временные жилые поселения долговременного характера - передвижные дома-трейлеры, столовые, кафе, мотели, кемпинги, прачечные, бани, склады, спортивные комплексы, гостиницы, общежития, магазины, медпункты; 3) склады и хранилища промышленной продукции, сельскохозяйственных продуктов, сырья, кормов, удобрений в период сельскохозяйственных работ; 4) объекты расквартирования работающего персонала на строительно- монтажных площадках для производства работ - временные городки строителей, тепляки для зимних процессов, опалубка для конструкций из бетона и напыляемых пластмасс, временные купола, своды и складки; 5) покрытия стационарных общественных и спортивных сооружений - теннисные корты, ринги, игровые площадки, плавательные бассейны, беговые и ледяные дорожки, хоккейные поля, конноспортивные манежи, стадионы, концертные залы; 6) быстровозводимые военные городки для продолжительной дислокации военных баз сухопутных войск и подразделений авиации и флота на территории зарубежных стран - НАТО в Европе, Азии и Африке. Согласно данным [55, 133-136], до 30% пневмосооружений служат для общественных целей, до 30% - для нужд промышленности, 30% - для военных целей и 10% - для выставок. В соответствии с германскими оценками, до 69% надувных объектов в стране предназначены для складских помещений, до 13% - для спортивных сооружений, до 18% - для других целей. При этом стоимость серийного комплекта зданий, например, фирмы «AIRECH» (США) колеблется в зависимости от их размеров от 15 до 30 $/м2 [60]. Как показали оценки, кривые данных зависимостей выявляют интенсивную экономическую особенность: удельная стоимость существенно падает с увеличением пролета. Так, на О О пример, удельная стоимость комплекта площадью 150 м - 18-20 $/м , площа- 2 2 дью 300 м -13-15 $/м , то есть при увеличении площади примерно в 2-3 раза цена уменьшается ориентировочно в 1,5-1,2 раза. Интересные результаты получаются при сравнении цены и трудоёмкости монтажа и демонтажа американских пневмообъектов с отечественными надувными и быстровозводимыми объектами. Так, стоимость отечественного сооружения А-18-С размерами 48x18x9 м равна 43,9 тыс. руб., что составляет 51 руб/м , а цена сопоставимого аналога США - 1,2 $/м . Как показали современные оценки, по состоянию на 2004 г., стоимость комплекта сопоставимого по планировочным характеристикам общежития сборно-разборной системы «Модуль» достигла 100-120 $/м2. Таким образом, удельная стоимость зарубежных пневмосистем примерно в 1,52,5 раза меньше отечественных быстровозводимых сооружений [55]. Минимальные уровни удельной трудоёмкости монтажа универсальных сборно-разборных систем имеют комплексы «Модуль» - 0,25 и «УСРЗ-2» - 0,32 чел.-ч/м . По оценкам [65-72], минимальная трудоёмкость монтажа серийных отечественных контейнерных зданий составляет 0,02-0,1 чел.-ч/м2 для систем «Пионер», «Нева» и «Универсал». В то же время, по данным [2, 3, 14], скорость развертывания лучших образцов зарубежных пневмосистем достигает 0,01-0,02 чел.-ч/м , что в 2-5 раз быстрее контейнерных и в 15-20 раз сборно- разборных зданий отечественного производства. Обратим внимание на тот факт, что темп монтажа и демонтажа является в большинстве практических сфер использования основным эффектообразующим фактором, несмотря на безусловную важность и других групп факторов, в частности приведенных затрат на монтаж и эксплуатацию, надёжности и т.д. Исследования автора показали, что в области пневмообъектов ведущими производителями в мире являются фирмы «Бэрдэйр» (США, г. Бостон), «Крупп» (Германия, г. Ратингент) и «Тайо Когио» (Япония, г. Осака). Максимальная длина построенных пневмосооружений составляет 220 м (США, 1975 г.), ширина или диаметр 168,3 м (США, 1975 г.) и высота - 49 м (США, 1962 г.) [55-61].
Однако необходимо отметить, что современные эксплуатирующиеся зарубежные быстровозводимые здания не ограничиваются использованием только пневматических сооружений. Как показал анализ_литерат_урдых_истонников [2, 3, 19, 129-133], широкое применение нашли также контейнерные, сборно- разборные и тентовые системы. Из анализа этих данных следует, что все развитые страны мира используют различные системы собственных оригинальных разработок, что подчеркивает актуальность решаемой в диссертации научной задачи еще раз. Представленные сведения свидетельствуют также о разнообразных конструктивных типах, габаритных размерах и областях применения быстровозводимых зданий.
Прежде всего, следует подчеркнуть большие объемы производства мобильных зданий. Так, например, по данным [129, 133] американская ассоциация «SRYLINE Corp.» изготавливает более 30 тыс. контейнеров ежегодно. Если сравнить данные объемы с отечественной практикой, то результаты показывают, что данные показатели в несколько раз превышают производство отечественных блоков во всех министерствах и ведомствах страны, вместе взятых [19, 97].
Анализ выявленных источников показал, что исследования английских и немецких ученых И. Фридмана, П. Моргана, Ж. Кандилиса, С. Вудса и У. Чока посвящены широкому кругу проблем практического использования складных зданий с использованием «растущих» элементов, приспосабливающихся к изменяющимся внешним условиям. Так, в работах итальянских и испанских исследователей П. Солери, И. Бласко, С. Миллера и Р. Штромера рассмотрены вопросы трансформирующихся несущих и ограждающих строительных конструкций .
Анализ выявленных данных показывает неуклонный рост мобильного домостроения в общей структуре жилищного строительства США. По существу, производство разнообразных по технико-экономическим показателям контейнерных домов, трейлеров с закрепленной ходовой частью и сборно- разборного жилья превратилось в интенсивно развивающуюся и самостоятельную отрасль национальной экономики и составляет около 90 % от общего объ- емабыотровозводимого-строительства-США Проводя исследования по оценке, в основном, общегражданской сферы применения быстровозводимых зданий за рубежом, необходимо проанализировать и особую область их использования иностранными армиями при ведении боевых действий в масштабах локальных вооруженных конфликтах, в частности, в Ираке в 1991 и 1999 и 2003 гг., а также в Афганистане в 2001 г.
Усовершенствованные конструктивно-технологические решения монтажа индивидуальных жилых домов из индустриальных сэндвич-панелей
Критический анализ автором диссертации основных положений данного учения показало, что в постановку задачи не входило вскрытие закономерностей совершенствования технологий сборно-разборных, контейнерных, пневматических и тентовых конструктивных систем. С учетом специфики решаемой в настоящей диссертации автором научной задачи, выполнены учет изобретательской деятельности в области создания новых систем, а также комплексное рассмотрение принципов строительства мобильных зданий нового поколения с учетом конкурентной среды. Однако теоретическое обобщение по квалиметри- ческой оценке качества серийно выпускаемых мобильных зданий и обоснование практических рациональных технологических рекомендаций по их применению в строительстве индивидуальных жилых домов.
Разработаны и научно-технические основы экономического обоснования рациональных решений объектов (Васильев В.М. и др.[14]).
Оценка базовых принципов этой теории свидетельствует о решении актуальной экономической проблемы обоснования экономического эффекта от внедрения мобильных производственных мощностей не только в строительной отрасли страны, но и машиностроении, добывающих отраслях и лесном хозяйстве. Однако, следует отметить, что в круг решаемых задач не входили научные задачи обоснования усовершенствованных технологических решений возведения коттеджей из сэндвич-панелей. Кроме того, выявление объективных законов их развития на основе исторически-логического и патентного анализа с выявлением перспективных тенденций в области их совершенствования не производилось. Разработка практических рекомендаций по повышению эффективности коттеджного строительства с учетом критерия минимизации трудоемкости и стоимости не осуществлялась.
Известна-теория-повышения-эффективности-функционирования-мобильных строительно монтажных организаций Прыкина Б. В. И др., МГСУ [98]. Критическое исследование автором основных положений данного учения показало решение важной народно-хозяйственной проблемы, однако, с учетом специфики объекта диссертационного исследования, в круг оцениваемых задач не вошли задачи разработки моделей и методики обоснования усовершенствованного технологического решения возведения коттеджей из сэндвич-панелей. Далее, как показал анализ автором выявленных литературных источников, в работах Темнова В.Г. [115] исследованы теоретические проблемы технологий возведения мобильных многофункциональных систем бионического типа. Имеются экспериментальные образцы подобных сооружений в Санкт- Петербурге и в СПбГАСУ. Исследования Ермолова В.В. [19] посвящены не только теоретическим, но и практическим вопросам применения воздухоопорных и воздухонесомых сооружений в России и за рубежом. Предложены не только рациональные формы и конструкции оболочек, но и методики их расчета, а также технологические операции по монтажу, демонтажу и передислокации оболочек и вентиляторных установок. В работах Сапрыкиной Н. А. [104] глубоко исследованы принципы и строительства изменяемых архитектурных объектов с жесткими и гибкими кинематическими системами, сформулированы базовые требования и критерии оценки биотектонических систем. Однако, как показали оценки источников [19, 50-51, 92], в настоящее время данные разработки пока не нашли широкого применения в практике инвестиционно-строительного комплекса городов из-за особенностей социально- экономического и научно-технического развития Российской Федерации. В работах Большеротова А. Л. и Лебедевой Н. И. [19] исследован широкий круг вопросов, связанных с технологией возведения производственных зданий в форме передвижных промышленных баз стройиндустрии на основе сборно-разборных систем «Модуль», «УКС» и «УИЗ». Обоснованы принципы формирования функциональных зон и перспективные направления совершенствования конструктивных решений, предложенные технологические идеи по использованию пластмассовых материалов в каркасе и наружных ограждающих конструкций контейнерных сооружений. Исследования Ткаченко И.Н., Слюсаренко Ю.Г., Аметова Ю.Г. [19, 97] посвящены проблемами создания складывающихся секций комплектных зданий СКЗ и БКЗ пролетами 12,18 и 24 м для обычных и северных районов. Обоснованы технические решения по использованию различных типов легких ограждающих конструкций в панелях, технологии ускоренного монтажа и демонтажа шарнирных секций, проведены комплексные механические и теплофи- зические обследования экспериментальных образцов. В работах Хацкевича К.Г., Казанцева И.А., Котюковой Т.М., Коновалова С.И. [19, 97] обоснованы предложения по высокомобильным комплексам с мягкими ограждающими конструкциями из эффективных материалов, проведены экспериментальные оценки образцов конструкций передвижного блока «Свод» и складной ячейки «Юрта», которые могут функционировать в автономном режиме и блокироваться в вахтовые комплексы. Разработаны перспективные технические решения для сборно-разборных рам пролетом до 24,65 м, которые собираются из однотипных модулей с унифицированными узлами без применения сборочного инструмента и могут быть эффективно использованы при быстром развертывании временных поселков в зонах стихийных бедствий.
Исследования Бердникова Ю.Д., Черепова И.А. [19, 65-67] посвящены созданию мобильных производственных баз с годовой программой строительно-монтажных работ 3, 5, 7, 10 и 15 млн. руб., функционирующих в труднодоступных районах страны. На базе предусматривается производство сборного же- чезобетона,—товарного—бетона —раствора,—арматуры,—столярных—и—плотнично— опалубочных изделий, техническое обслуживание и технический ремонт строительных машин и автомобилей, а также бытовое обслуживание работающих.
В работах Ф. Адама [3] исследованы вопросы совершенствования технологии строительства в России контейнерных жилых домов производства фирмы «БУК» (Германия). Следует подчеркнуть, что применение на практике мобильных производственных баз и контейнерных домов позволяет значительно сократить сроки подготовительного периода строительства, ускорить ввод в действие сооружаемых объектов, снизить транспортные расходы на перевозку строительных изделий и значительно улучшить условия труда и быта строителей. Аналогичные исследования в военно-строительном комплексе приводят Денисова Т.А., Огородников Ю.Г. и другие ученые [19].
Организация и технология выполнения работ по возведению индивидуальных жилых домов
Помимо защитной функции, фасонные элементы несут декоративную нагрузку и придают архитектурную завершенность зданию.
Крепежные элементы. В комплект поставки сэндвич-панелей может входить весь набор крепежных элементов: от самонарезающих болтов для монтажа панелей до саморезов и заклепок для установки фасонных элементов.
Самонарезающие болты или дюбели подбираются в зависимости от толщины панелей и толщины материала несущей конструкции, а их количество - в зависимости от действующих нагрузок и длины устанавливаемых панелей (т.е. размеров пролетов). Как правило, каждая панель устанавливается на 4 крепежных элемента, однако короткие панели (короче 0,8 м) требуют для закрепления 2 болта. Для случая увеличенных пролетов (более 6,5 м), значительных воздействующих нагрузок (более 0,7 кН/м ) и особых требований пожаробезопасно- сти число крепежных элементов на одну панель может возрасти до 6-8 шт. [138].
Саморезы для крепления фасонных элементов могут быть окрашены в необходимый цвет. Правильный выбор элементов крепления, сочетающих в себе безопасность и прочность, гарантирует длительный срок эксплуатации здания. Так, например, болты из нержавеющей стали с немагнитными свойствами более жизнеспособны и экономически не дороже, чем всесторонняя защита от коррозии. Кроме того, стоимость крепежных элементов лишь в незначительной степени влияет на стоимость всего здания.
Примерный расход крепежных элементов для условного усредненного проекта: болты самонарезающие - 0,75 шт./м стены; саморезы или заклепки - 2 шт./м2 стены. Уплотнители и защитная пленка. При монтаже сэндвич-панелей применяются уплотнители типов ГЫ8ЕАЬ 3209 или ИЗО Л ОН, представляющие собой полиуретановую самоклеящуюся ленту, закрепляемую в соответствии с представленными узлами панелей между плоскостью панели и несущей конструкцией. Для обеспечения герметичности и предотвращения возможности промерзания в узлах соединения панелей друг с другом, в замковые части панелей с внутренней стороны (а при необходимости и с наружной) наносится герметик (как правило, силикон). Необходимость нанесения герметика на наружную сторону замкового соединения может быть вызвана особыми требованиями к герметичности и повышенными внешними (например, ветровыми) нагрузками. Затраты на герметики составляют менее 1% общей стоимости возведения здания, а потери тепла из-за негерметичности сооружения могут составить около 12% от расходов на его эксплуатацию. По желанию заказчика, для предохранения изделий от механических повреждений при транспортировке и монтаже, в процессе производства панелей на металлические поверхности наклеивается защитная полиэтиленовая пленка, которая легко удаляется по завершении монтажных работ. И, в заключении, автором предлагаются следующие меры по охране окружающей среды и правила техники безопасности с учетом [10, 126, 138]. Охрана труда при производстве монтажных работ по возведению коттеджей из сэндвич - панелей. Монтажные работы являются наиболее опасными из всего комплекса хтроительно-монтажных-работ.-таккаксвязанысперемещением-и-уетановкой тяжелых элементов конструкций (у нас до 100 кг) и обычно на большой высоте (у нас до 2 этажей). На строительной площадке должна быть обозначена знаками технологическая зона монтажа, т.е. рабочая зона, зоны складирования, предварительной сборки и транспортирования сэндвич-панелей с земли к месту установки. Особое внимание должно быть уделено зоне повышенной опасности - работе нескольких монтажных механизмов на примыкающих монтажных участках, на одном или разных уровнях работы по вертикали. К монтажу и производству вспомогательных работ по разгрузке, складированию и строповке сборных элементов рабочих допускают только после вводного инструктажа.К производству верхолазных работ допускают монтажников не ниже 4-го разряда, старше 18 лет и со стажем работы не менее двух лет. Для получения допуска необходимо пройти курс обучения по технике безопасности и сдать необходимые испытания. Знания проверяют не реже одного раза в год, медицинское освидетельствование проводят не реже двух раз в год. Грузозахватные приспособления, стропы и прочий инвентарь должны быть снабжены бирками с указанием грузоподъемности. Их испытывают на двойную нагрузку не менее двух раз в год, по результатам освидетельствования выдают специальные паспорта. При работе на высоте монтажники обязательно надевают монтажные пояса и посредством цепи с крепежным устройством зацепляют себя к петлям смонтированных конструкций или к натянутым и закрепленным тросам. Рабочий инструмент должен быть в ящиках или сумках во избежание падений. При подъеме элементов для предотвращения их раскачивания или кручения они обязательно берутся на растяжки. Поднятые элементы запрещается оставлять на весу при перерывах в работе. Подъем любых грузов разрешают только при -вертикальном—положении—полиспаста-монтажного-крана—т—ег-без-подтяжки поднимаемого элемента. Поднимаемый груз должен быть меньше или соответствовать грузоподъемности монтажного крана на данном вылете стрелы; соответствующая таблица зависимости вылета и грузоподъемности должна быть вывешена у рабочего места машиниста.
Анализ альтернативных вариантов монтажа индивидуального жилого дома из индустриальных сэндвич-панелей
Показатели асимметрии оценивают степень симметрии распределения выборки относительно центра. К ним относят: коэффициент асимметрии, положение выборочной медианы относительно среднего арифметического, гистограмму выборки и так далее.
К показателям, описывающим закон распределения случайной величины, породившей данную выборку, относятся: таблица частот, гистограмма, эмпирическая функция распределения, коэффициент эксцесса, оценивающий близость распределения к нормальному распределению, и т.д.
Особое внимание следует обратить на наличие в выборке выбросов - грубых промахов (описок, сбоев при вводе данных, невнимательности экспертов и так далее) или аномальных наблюдений, свидетельствующих о том, что выборка сформирована с отклонениями от правил. Даже резко выделяющееся наблюдение способно сильно исказить такие показатели как среднее арифметическое, выборочная дисперсия, коэффициент асимметрии и эксцесса. Проще всего обнаружить такие наблюдения от меньших к большим. В этом случае аномальные наблюдения располагаются по краям вариационного ряда и их легко обнаружить визуально. Оценка проводилась по стобалльной шкале с интервалом в два балла. Так, каждый эксперт, независимо друг от друга выбирает из 5 предложенных групп лучшую группу. Затем из 4 оставшихся групп выбирается лучшая группа и так далее до тех пор, пока все группы не ранжируются по порядку от лучших к худшим. Первой, лучшей группе назначается 40 баллов, второй - 30, третьей — 20, четвертой — 10 и, наконец, пятой - 0 баллов. Таким образом, общая сумма в 100 баллов распределяется между пятью группами так, что учитываются ранги каждой из групп, а разница в баллах между последующими группами одинакова и составляет 10 баллов. Если при ранжировании групп какое-то их количество признаются одинаковыми, то они получают одинаковые, средние для данной «связки» баллы. Например, если три первых группы признаются экспертом одинаковым и лучшими, то распределение баллов для данной аранжировки будет следующим: первой группе - 30 баллов, второй - 30, третьей - 30, четвертой - 10, пятой - 0 баллов. Аналогично решается вопрос в том случае, когда привязок несколько, и в каждую связку входят другие группы и в другом количестве. Если эксперт может ранжировать не только группы, но и разности в баллах между группами, то к полученным 4 разностям применяется стандартный подход, подробно описанный выше.
Ориентируясь на основные требования, предъявляемые к процедурам экспертной оценки государственным стандартом и общими критериями роба- стного статистического оценивания, можно утверждать, что данный метод обеспечивает наибольшую точность и надежность статистических выводов в тех случаях, когда сравнение групп проводится в балльной шкале и используется только информация о взаимной упорядоченности групп или разностей групп. При большом количестве различных элементов в выборке ее элементы объединяют в группы, представляя результаты опытов в виде группированного статистического ряда. Для этого интервала [а, Ь], содержащий выборку, обычно разбивают на равные, непересекающиеся и открытые слева интервалы общим числом s и длиной d. Далее подсчитывают: частоты т, - количество элементов выборки, попавших в интервал hj, накопленные частоты т, - общее количество элементов в первых i интервалах, относительно частоты т/п, накопленные относительно частоты, середины интервалов z;. Полученные результаты сводят в таблицу частот группированной выбор- леи Для наглядного представления выборки по табличным значениям строят гистограмму относительных частот, полигон относительных частот и кумулятивную кривую. Гистограммой относительных частот fn(x) называют кусочно- постоянную функцию, принимающую на каждом из интервалов /г, значения частоты или относительной частоты, отнесенные к длине каждого интервала. Гистограмму изображают в виде ступенчатой фигуры, состоящей из столбиков, высота пропорциональна частоте попадания наблюдений в соответствующие интервалы. При большом объеме выборки гистограмма является хорошим приближением для плотности (в случае непрерывного распределения) или закона распределения (в случае дискретного распределения) случайной величины, породившей данную выборку. Изо всех видов графического представления выборки гистограмма наиболее наглядно позволяет оценить близость выборочного распределения к теоретическому распределению. Ниже представлены гистограммы распределения экспертных оценок для принятых ранее пяти групп технологичности (рис. 4.10). Как видно из анализа гистограмм, данные хорошо ложатся на плотность нормального распределения, что свидетельствует о близости эмпирического распределения к нормальному закону. Результаты определения коэффициентов весомости для критериев оценки технологичности индустриальных сэндвич-панелей приведены в табл. 4.3. На основе полученных коэффициентов весомости рассчитаны значения обобщенных критериев и интегральных критериев, которые обобщены в табл. 4.4. Качественная оценка технологичности приведена в табл. 4.5. Она получена экспертным методом в соответствии с методикой, представленной ранее. Таким образом, если сравнить полученное значение интегрального критерия с показателями качественной оценки технологичности в табл. 4.2, можно сделать вывод, что разработанная технология применения конструкций сэндвич-панелей имеет высокий уровень технологичности.
