Введение к работе
Актуальность работы. В период коренных преобразований экономики страны намечается переход к новому этапу научно-технического эазвнтия.
Сокращение объемов промышленного строительства последних тег связано с изменениями инвестиционнои политики государства и ^меет тенденцию к прекращению.
Повышать эффективность промышленного производства и ка-татального строительства в производственной сфере можно, внедряя іа практике результаты научно-исследовательских работ по пробле-нам совершенствования объемно-планировочных и конструктивных зешений производственных зданий.
В новых экономических условиях возникает постоянная потреб-юсть в выпуске конкурентоспособных видов продукции, в развитии на фомышленных предприятиях передовых технологий и использовании іолее современного оборудования, в повышении экологической безо-гасности производственных объектов.
Изменение форм собственности на средства производства в ус-ювиях становления и развития рыночной экономики привело к изме-[ению структуры производственного сектора и увеличению в нем тела малых предприятий. По данным на 1997 год в стране их дей-твует около 836 тысяч.
В последние годы новое строительство производственных зданий юуществляется, как правило, для промышленных предприятий малой ющности. Производственные площади крупных и средних предпри-тий различных отраслей промышленности, во многих случаях ис-юльзуются весьма неэффективно.
Вновь создаваемые малые промышленные предприятия часто вмещаются на существующих площадях крупных предприятий на
условиях аренды, в связи с чем возникает необходимость проведения реконструкции производственных зданий.
Можно прогнозировать, что в будущем темпы и объемы промышленного строительства будут увеличиваться, в основном, за счет роста объемов работ по реконструкции, а также нового строительства предприятий малой и средней мощности.
В условиях отмены требований по обязательному и повсеместному применению типовых конструкций, унификация и типизация строительных решений продолжает оставаться необходимым условием для упрощения и ускорения процесса проектирования, организации эффективного массового производства сборных конструкций на заводах стройиндустрии и превращения процесса строительства в процесс монтажа зданий из готовых конструктивных элементов.
Внедрение разработанных в последние годы положений и технических решений системы архитектурно-строительной унификации будет способствовать созданию производственных зданий, отвечающих современным технологическим, социальным и экологическим требованиям, а также требованиям индустриальности.
В условиях значительного сокращения объема инвестиций в промышленное строительство главным направлением совершенствование производственных зданий становится более эффективное и рациональное использование их площадей и объемов. Особое значение приобре^ тают вопросы сокращения затрат на изменение строительной части объекта при реконструкции.
Одноэтажные производственные здания широко применяются дш размещения производственных процессов большинства отраслей про мышленности.
Исследования, проводимые в 70-80е годы по проблемам совершен ствования объемно-планировочных и конструктивных решений про изводственных зданий, показали перспективность и экономическук
5 эффективность применения для многих отраслей и производств двухэтажных зданий с укрупненной сеткой колонн в верхнем этаже.
Технико-экономическое сравнение двух типов производственных зданий показало, что применение двухэтажных зданий вместо одноэтажных позволяет сократить площадь застройки (20-50%), сметную стоимость (7,4%), трудоемкость и продолжительность строительства при незначительном увеличении расхода основных строительных материалов и эксплуатационных затрат.
Один из путей расширения области применения двухэтажных производственных зданий - это применение вставок, встроек, антресолей, площадок и этажерок в одноэтажных корпусах, в т. ч. при реконструкции.
Вставка(встройка) в одноэтажном производственном здании -двух-, многоэтажная часть здания, размещенная в пределах одноэтажного здания по всей его высоте и ширине (вставка) или части высоты и ширины (встройка), выделенная ограждающими конструкциями. К встройкам примыкают одноэтажные встроенные помещения, антресоли, площадки и этажерки.
По проблемам проектирования встроенных в промышленных зданиях помещений исследования проводили в 80-е годы Ватман Я.П., Ергольская И.А., Ким Н.Н., Клебанов П.Н., Ландау Л.Г., Манькин A.M., Скроб Л.А. и другие. Тема встроенных помещений комплектной поставки разрабатывалась Гофштейном Ю.А., Клебановым П.Н., РыбаловымВ.А. и другами.
Анализ опыта проектирования показал, что вставки (встройки) могут широко применяться при новом строительстве и при реконструкции. В 1985 г ЦНИИпромзданий выдвинуто предложение о целесообразности разработки конструкций «встроенных этажей».
Такой метод реконструкции используется, однако, широкого применения пока не нашел из-за отсутствия разработанных габаритных
б
схем и специализированной номенклатуры конструкций, основанной на номенклатуре конструкций массового применения.
Данный метод реконструкции рассматривали в своих работах: Гранен В.В., Кодыш Э.Н., Крейсерман С.Г., Леонтьев В.В., Мельников В.М., Рабинович Р.И., Старцев В.И., Фишерова М.Ф. и другие. Эффективность его подтверждается данными исследований ученых за рубежом и практикой реального проектирования.
Экономически оправданно при реконструкции использование существующих конструкций каркаса одноэтажного здания. Однако, устройство дополнительного междуэтажного перекрытия вызывает необходимость расчета колонны основного каркаса как двухэтажной.
Расчет железобетонных колонн в упрощенном виде согласно норм связан с умением назначать расчетные длины отдельных ее участков. Б настоящее время методика определения расчетных длин двухэтажных колонн производственных зданий недостаточно разработана и нет рекомендаций по их назначению в практических расчетах.
По проблемам расчета конструкций с учетом геометрической и физической нелинейности исследования проводили ученые: Андреев В.Г., Банков В.Н., ГанагаП.Н., Горбатов СВ., Залесов А.С., Емельянов М.П., Казачек В.Г., Камаледдин М.Н., Карпенко Н.И., Кодыш Э.Н., ЛемышЛЛ., ЛейкинГ.М., Мамедов Т.И., Матков Н,Г., Ми-тасов В.М., Михайлов В.В., Мухаиедиев Т.А., Никитин И.К., Розен-блюм А.Я., Сапожников М.А., Складнев Н.Н., Столяров А.Б., Ящук В.Е. и многие другие.
Проблемы устойчивости и определения расчетных длин сжатых элементов систем рассмотрены в работах таких ученых, как Вольмир А.С., Геммерлинг А.В., Дроздов П.Ф.,Ильюшин А.А., Казачек В.Г., Кодыш Э.Н., Корноухов Н.В., Матевосян Р.Р.,Ржаницын А.Р., Складнев Н.Н., Чистяков Е.А. и другие.
Данная работа посвящена разработке унифицированных габаритных схем и номенклатуры конструкций вставок (встроек) одноэтажных производственных зданий, которые также могут быть использованы для антресолей, площадок и этажерок при реконструкции и новом строительстве и решению вопросов устойчивости двухэтажных железобетонных колонн.
Цель работы состоит в разработке научно обоснованных межотраслевых унифицированных габаритных схем, номенклатуры сборных железобетонных и стальных конструкций вставок(встроек) одноэтажных производственных зданий и узлов их сопряжения при реконструкции и новом строительстве, а также методики определения расчетных длин двухэтажных железобетонных колонн.
Для достижения указанной цели поставлены задачи:
установить оптимальное количество межотраслевых унифицированных габаритных схем вставок (встроек) одноэтажных производственных зданий для реконструкции и нового строительства ;
разработать номенклатуру сборных железобетонных и стальных конструкций вставок(вс1роек) и узлы их сопряжения;
для совершенствования метода расчета двухэтажных железобетонных колонн разработать методику определения расчетных длин;
- разработать рекомендации по назначению расчетных длин
двухэтажных железобетонных колонн;
- провести технико-экономическое обоснование применения в од
ноэтажных производственных зданиях вставок (встроек) при реконст
рукции и новом строительстве.
Объектом исследования являются вставки (встройки) одноэтажных производственных зданий различных отраслей промышленности.
Предмет исследования - габаритные схемы и конструктивные решения, в частности, номенклатура конструкций вставок(встроек) одноэтажных производственных зданий и узлы их сопряжения, а также
8 методика определения расчетных длин двухэтажных железобетонных колонн.
Методы исследования:
-анализ научных исследований проблемы по литературным источникам;
анализ проектных материалов по архитектурно-строительным решениям одноэтажных, двухэтажных с укрупненной сеткой колонн в верхнем этаже, одноэтажных со вставками(встройками) производственных зданий, а также многоэтажных зданий;
обобщение и статистическая обработка данных анализа;
разработка методики определения расчетных длин двухэтажных железобетонных колонн;
технико-экономическое сравнение.
Научное значение работы заключается в том, что лично автором установлены:
- рекомендуемые параметрические ряды и габаритные схемы вста-
вок(встроек) одноэтажных производственных зданий, зависящие от
функционального назначения;
номенклатура железобетонных и стальных конструкций и узлов сопряжений для вставок(всгроек), выбор отдельных элементов которой зависит от организационно-технологических условий строительства (реконструкции);
методика определения расчетных длин двухэтажных железобетонных колонн.
Научной новизной работы является:
- разработка научно обоснованных межотраслевых унифициро
ванных габаритных схем вставок (встроек) одноэтажных производст
венных зданий с учетом размещения помещений различного функцио
нального назначения, в т.ч. основного и вспомогательного производств
для реконструкции и нового строительства;
разработка номенклатуры сборных железобетонных и стальных конструкций всгавок(встроек) одноэтажных производственных зданий и выбор узлов их сопряжения для реконструкции и нового строигельства;
разработка методики определения расчетных длин двухэтажных келезобетонных колонн и рекомендаций по их назначению в практиче-;ких расчетах.
Практическое значение работы состоит в том, что разработанные "абаритные схемы, предложенная номенклатура железобетонных и ггальных конструкций и узлов их сопряжения, а также методика опре-<еления расчетных длин и рекомендуемые значения расчетных длин двухэтажных железобетонных колонн позволяют активно их использо-ать в процессе реального проектирования одноэтажных производст-енных зданий различных отраслей промышленности при новом троительстве и реконструкции.
Научные положения разработанные лично автором и выносимые а защиту:
рекомендуемые межотраслевые унифицированные габаритные шмы вставок(встроек) одноэтажных производственных зданий;
рекомендуемая номенклатура сборных железобетонных и гальных конструкций вставок(встроек) и узлов сопряжения;
- методика определения расчетных длин двухэтажных колонн.
Апробация полученных результатов. Результаты исследований
жладывались на научно-техническом совете в ЦНИИпромзданий, на кции "Строительные конструкции зданий", на научно-технических щференциях: в Санкт-Петербургском государственном архитектурно-роительном и Вятском государственном техническом университе-X, Российском государственном открытом университете путей общения.
Основные теоретические положения данных исследований ис-ільзованьї при проектировании ряда промышленных и граждан-
ских объектов в Кировской области, в учебном процессе в Вятском государственном техническом университете при курсовом и дипломном проектировании.
Данные по анализу отечественного и зарубежного опыта проектирования одноэтажных производственных зданий со вставками (встройками), а также использование корректных методик и известных зависимостей строительной механики и сопротивления материалов подтверждают обоснованность и достоверность научных положений. выводов и рекомендаций, изложенных в диссертационной работе.
Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 7 статей.
Объем работы. Материалы диссертации изложены в одном томе, содержащем 266 страниц, в том числе 165 страниц машинописного текста, 34 иллюстрации, приложений на 67 страницах, библиографии из 189 наименований.
Выражаю благодарность специалистам, чья помощь способствовала выполнению работы: Граневу В.В., Леонтьеву В.В., Соловьеву С.Л., ФисунуВ.А., Чагановой С.А., Юсупову P.P. и особую благодарность научному руководителю Кодышу Э.Н. и научному консультанту Луневой Т.П..