Возведение зданий и сооружений с применением монолитного бетона и железобетона: Технологии устойчивого развития
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Теоретические основы строительства
Издательство:
КУРС
Год издания: 2023
Кол-во страниц: 128
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-905554-26-1
ISBN-онлайн: 978-5-16-103163-6
Артикул: 405750.15.01
Доступ онлайн
В корзину
В учебном пособии освещены архитектурные, технологические и экологические аспекты применения монолитного бетона и железобетона, раскрыты принципы устойчивого развития и приведены критерии экологической устойчивости при строительстве зданий и сооружений, дано описание новых стандартов строительства, соответствующих указанным критериям.
В учебном пособии также освещены основные вопросы технологии возведения зданий и сооружений с применением монолитного бетона и железобетона. Подробно рассмотрено выполнение всего цикла работ на основе современных технических средств.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- Среднее профессиональное образование
- 08.02.01: Строительство и эксплуатация зданий и сооружений
- ВО - Бакалавриат
- 07.03.01: Архитектура
- 07.03.04: Градостроительство
- 08.03.01: Строительство
- ВО - Магистратура
- 07.04.01: Архитектура
- 07.04.04: Градостроительство
- 08.04.01: Строительство
ГРНТИ:
Скопировать запись
Возведение зданий и сооружений с применением монолитного бетона и железобетона: Технологии устойчивого развития, 2022, 405750.13.01
Возведение зданий и сооружений с применением монолитного бетона и железобетона: Технологии устойчивого развития, 2020, 405750.11.01
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
ВОЗВЕДЕНИЕ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ МОНОЛИТНОГО БЕТОНА И ЖЕЛЕЗОБЕТОНА Т Е Х Н О Л О Г И И У С ТО Й Ч И В О ГО РА З В И Т И Я Москва КУРС ИНФРА-М Учебное пособие О.Э. ДРУЖИНИНА, Н.Е. МУШТАЕВА Допущено УМО по образованию в области архитектуры в качестве учебного пособия для студентов вузов, обучающихся по направлению «Архитектура» Строительные технологии для архитекторов Строительные технологии для архитекторов 2023
УДК 69+693.54 ББК 38я7 Д 76 Рецензенты: завкафедрой «Архитектурное материаловедение» МАРХИ профессор, к. т. н. В. Е. Байер; доцент кафедры «Архитектура» ГУЗ, к. арх. Е. А. Булгакова; генеральный директор ООО «Капиталстрой-2000» В. П. Афанасьев Дружинина О. Э., Муштаева Н. Е. Возведение зданий и сооружений с применением монолитного бетона и железобетона: Технологии устойчивого развития: учебное пособие / Дружинина О.Э., Муштаева Н.Е. — Москва: КУРС: ИНФРА-М, 2023. — 128 (Строительные технологии для архитекторов) ISBN 978-5-905554-26-1 (КУРС) ISBN 978-5-16-006288-4 (ИНФРА-М) В учебном пособии освещены архитектурные, технологические и экологические аспекты применения монолитного бетона и железобетона, раскрыты принципы устойчивого развития и приведены критерии экологической устойчивости при строительстве зданий и сооружений, дано описание новых стандартов строительства, соответствующих указанным критериям. В учебном пособии также освещены основные вопросы технологии возведения зданий и сооружений с применением монолитного бетона и железобетона. Подробно рассмотрено выполнение всего цикла работ на основе современных технических средств. УДК 69+693.54 ББК 38я7 Д76 © КУРС, 2013 ISBN 978-5-905554-26-1 (КУРС) ISBN 978-5-16-006288-4 (ИНФРА-М) — с.
Введение Строительство как отрасль материального производства занимает важнейшее место в структуре экономики любого цивилизованного государства. На рубеже веков мир объединился вокруг идеи устойчивого развития « для долгосрочного удовлетворения основных человеческих потребностей при сохранении систем жизнеобеспечения планеты Земля»1. Эта концепция стала определяющей для принятия политических решений, для ведения бизнеса, для обустройства среды человеческого обитания. В основе современных стратегий цивилизованных государств лежат принципы устойчивого эко- лого-социально-экономического развития. Принятие мировым сообществом принци- пов устойчивого развития в качестве ос- новного вектора движения способство- вало запуску процессов переосмысления устоявшихся технологий во всех сферах че- ловеческой жизнедеятельности. Современное строительное производство ориентировано не только на создание новых строительных технологий, но и на совер- шенствование традиционных технологий возведения зданий и сооружений в направ- лении их соответствия принципам устойчи- вого развития. Сегодня возрастает интерес к монолитно- му строительству, что, безусловно, не слу- чайно. С одной стороны, развитие проект- ных технологий в конце XX — начале XXI вв. 1 Всемирный саммит ООН по устойчивому развитию (межправительственный, неправи- тельственный и научный форум), 2002 г. сделало возможным прорыв в архитектур- ном формообразовании. С другой стороны, появление новых архитектурных форм сти- мулировало развитие технологий их возве- дения и, кроме того, способствовало введе- нию в архитектурно-строительную практи- ку строительных материалов, обладающих новыми свойствами, заданными исходя из требований архитектуры. Бетон и железобетон являются одними из самых используемых в мире строитель- ных материалов. К достоинствам этих ма- териалов относится не только их архитек- турная привлекательность. С точки зрения использования природных ресурсов, ком- поненты бетона наименее дефицитны, и ме- ста их добычи достаточно легко могут быть восстановлены. Для приготовления бето- нов используют многочисленные отходы и продукты вторичной переработки, кото- рые в ином случае заполняли бы отвалы и свалки (золы, шлаки, демонтированные бе- тонные конструкции, полистирольный лом и т. д.). И изготовление бетона и доставка его к месту укладки, как правило, требуют меньших энергетических затрат, чем дру- гие строительные материалы. В США, на- пример, около 60 % бетона производится в пределах 180 км от места применения (ме- талл и дерево перевозятся за несколько сот и даже тысяч километров). Проведенные в США, Канаде и Германии исследования показали, что при движении по дорогам с бетонным покрытием грузовой автотранспорт расходует на 11 % меньше
Введение 4 топлива, чем по дорогам с асфальтовым. Светоотражательная способность бетона достигает 27 %, что требует значительно меньше энергии на освещение дорог и повышает безопасность движения. Последним технологическим достижением в области дорожного строительства является пористый дренирующий бетон, который позволяет исключить эффект аквапланирования, а также снизить уровень шума от движущегося транспорта на 3–5 Дб. Следуя принципам устойчивого развития, технологии возведения зданий и сооружений из монолитного железобетона преследуют цели создания долговечных и стойких к внешним воздействиям конструкций. Развитие науки о бетоне позволяет придавать ему качественно новые свойства. Например, появление самоуплотняющегося бетона — одно из последних значимых достижений в технологиях данной области. Применение этого бетона позволяет отказаться от вибрации в процессе укладки и уплотнения бетонной смеси в конструкции с соответствующим уменьшением пылеобразования, что снижает негативное воздействие на людей и окружающую среду, способствует сохранности оборудования и значительно повышает темпы строи тельства. Интересен опыт использования нержавеющей стальной арматуры для армирования конструкций реставрируемых исторических зданий и сооружений и при строительстве новых, особо ценных зданий из белого или цветных бетонов. Все более широкое применение находит полимерная арматура, фиброармирование. Использование железобетонных конструкций и элементов, изготовленных по технологии предварительного напряжения, также позволяет увеличить срок службы конструкций и экономить ресурсы на их возведение. Настоящее учебное пособие ставит своей целью: • дать будущим архитекторам представление об актуальных тенденциях развития строительной отрасли с учетом требований современных строительных стандартов, опирающихся на принципы устойчивого развития; • сориентировать будущих специалистов в вопросах последних научных достижений в области эффективности применения бетона; современных технологиях монолитного строительства, призванных обеспечить экологическую безопасность строительной продукции. Учебное пособие включает введение, четыре тематических раздела и заключение. В первом разделе раскрываются архитектурно- композиционные, технологические и экологические аспекты применения монолитного бетона и железобетона при строительстве зданий и сооружений, выполнении ландшафтных работ, при благоустройстве территорий. Отдельно рассматриваются вопросы оценки соответствия принятых технологических решений требованиям экологической безопасности, устанавливаемым современными стандартами проектирования и строительства. Второй раздел посвящен описанию технологий производства строительных работ, выполняемых в процессе возведения монолитных зданий и сооружений, даются характеристики различных видов опалубок, типов армирования, а также приспособлений и механизмов, необходимых для осуществления транспортировки, укладки и уплотнения бетонной смеси, обработки поверхности бетона. Отдельно освещаются вопросы техники безопасности при производстве опалубочных, арматурных и бетонных работ. Третий раздел включает особенности бетонирования некоторых видов конструкций и методы возведения различных зданий и сооружений. В частности, приводятся описания таких методов, как метод «подъема» (перекрытий и этажей) для возведения сбор- но-монолитных здани и метод «стена в грун- те» для возведения подземных сооружений из монолитного железобетона, «декельной
технологии» строительства зданий в усло- виях плотной городской застройки. Отдель- ная глава отведена технологиям устройства дорожных покрытий из декоративных бето- нов и литых бетонных смесей. Четвертый раздел посвящен вопросам технологического проектирования строи- тельных процессов при возведении зданий и сооружений с применением монолитно- го бетона и железобетона. Бетон — строительный материал, создан- ный человеком из природных материалов, и служащий ему в течение многих веков. Последние научные достижения, разумное применение бетона, современные техноло- гии монолитного строительства призваны обеспечить экологическую безопасность строительной продукции сегодняшнего дня для экологически безопасного будущего по- следующих поколений на Земле. Введение
Раздел I. Архитектурные, технологические и экологические аспекты применения монолитного бетона и железобетона Глава 1. Архитектурно-композиционные возможности монолитного бетона и железобетона История применения монолитного бетона насчитывает тысячелетия. Наряду с кон- струкциями из природного камня и кирпи- ча-сырца, монолитные бетонные конструк- ции применялись при строительстве гроб- ниц и других сооружений в Древнем Египте; при ирригационных работах, строительстве фортификационных сооружений, жилищ и храмов в Древней Персии, Финикии, Индии, Китае, Древней Греции. Известно, что уже в Древнем Риме строители научились по- лучать медленно твердеющее гидравличе- ское вяжущее, смешивая жирную известь с вулканическим пеплом. После появления цемента (а в середине XIX в. — и открытия эффекта армирования) монолитный бетон и железобетон получили повсеместное рас- пространение. Сегодня бетон и железобетон являются наиболее используемыми в мире строи- тельными материалами, объем применения которых составляет более 2 млрд м3 в год. «Я глубоко убежден в неограниченных возможностях бетона», — писал один из выдающихся архитекторов ХХ в. бразилец Оскар Нимейер. Скульптурные возможности бетона мастер продемонстрировал при строитель- стве новой столицы Бразилии. Интересно двухэтажное здание президентского дворца Алворадо (1957 г.), которое окружают гале- реи с грациозными колоннами, выполнен- ными в бетоне и напоминающими лебеди- ные шеи (рис. 1). Поиски образа кафедрального собора в бетоне, примыкающего к дворцу, были вдохновлены капеллой в Роншане (1950– 1954 г.) великого архитектора Ле Корбюзье. Изогнутые абрисы карнизов и стен, вы- полненных в бетоне, создают скульптур- ную форму церкви. Необработанная по- верхность бетона со следами от деревянной опалубки придает постройке брутальную мощь. Пластические и конструктивные воз- можности монолитного бетона позволили архитектору выполнить ряды окон-бойниц разного размера, иррегулярно расположив их на фасаде (рис. 2). Однако свобода и фантастичность обра- зов, которые могут быть созданы в бетоне, не являются основными достоинствами материала. В здании Каза дель Фасций (1932–1936 г.) архитектор Джузеппе Тер- раньи создает простой каркас, как сим- вол единства нации. Архитектор вводит в колонны трубы стока ливневых вод и каркас оживает. Мастер дает инженерным комму- никациям метафорическое имя — «нерва- тура» (рис. 5). Наиболее заметные здания и сооруже- ния, построенные за последние десятиле- тия, выполнены в железобетоне. Это башни, мосты (рис. 3), тоннели, высотные здания — среди них мировой ре кордс мен, сдвоенный небоскреб «Петронас Тауэрс» в Куала-Лум- пуре (рис. 6), — культовые со ору же ния — среди которых храм Христа Спасителя в Москве и т. д. Последние десятилетия XX в. ознаме- новались значительными достижениями в области технологии бетона. В эти годы поя- вились и получили широкое распростране-
Глава 1. Архитектурно-композиционные возможности монолитного бетона и железобетона Рис. 1. Президентский дворец Алворадо и кафедральный собор в Бразилии (1950–1970); арх. О. Нимейер Рис. 2. Капелла в Роншане и церковь в Зеленом Фирмини; арх. Ле Корбюзье Рис. 3. Висячий арочный мост в Дубае
Раздел I. Архитектурные, технологические и экологические аспекты применения 8 ние новые эффективные вяжущие, моди- фикаторы для вяжущих и бетонов, актив- ные минеральные добавки и наполнители, армирующие волокна, новые технологиче- ские приемы и методы получения строи- тельных композитов. Современная технология строительства с применением монолитного бетона основана на новейших достижениях в области бето- новедения, физики, химии и математики. Инновационные решения — это, как пра- вило, ответ на вполне конкретную проблему архитектурно-строительной практики. Так появились на свет декоративные, легкие («теплые»), суперпрочные, самоуплотняю- щиеся, быстротвердеющие, гидрофобные и дренирующие бетоны, материалы из водо- стойкого гидрофобного гипса. Сегодня бетон все шире используется в жилищном, промышленном, транспорт- ном, гидротехническом, энергетическом и других видах строительства. Созданию раз- личных видов строительных конструкций нового поколения: гибридных, слоистых, тонкостенных, профилированных — спо- собствуют активные исследования и разра- ботки в области технологии бетона. Наиболее полно современные возможно- сти технологии бетона отразились произ- водстве высококачественных, высокотех- нологичных, высокофункциональных бето- Рис. 4. Акаси-Кайкё — висячий мост, пересекающий пролив Акаси и соединяющий г. Кобе на о. Хонсю с г. Авадзи на о. Авадзи, Япония Рис. 5. Жилой дом; арх. Джузеппе Терраньи Рис. 6. Башни «Петронас Тауэрс» в Куала-Лумпуре
Глава 1. Архитектурно-композиционные возможности монолитного бетона и железобетона нов (High Performance Concrete, HPC)2. Речь идет о многокомпонентных бетонах с высо- кими эксплуатационными свойствами: по- казателями прочности, долговечности, мо- розостойкости, сопротивления истираемо- сти; низкой адсорбционной способностью и низким коэффициентом диффузии, на- дежными защитными свойствами по отно- шению к стальной арматуре; высокой хи- мической стойкостью, бактерицидностью и регулируемыми показателями деформатив- ности (в том числе с компенсацией усадки в возрасте 14–28 суток естественного твер- дения). Прогнозируемый срок службы та- кого бетона в реальных условиях — от 200 до 500 лет, что подтверждается исследова- ниями японских ученых. Появление высококачественных бето- нов открыло новую эру в строительстве. Их уникальные свойства позволили реализо- вать такие строительные проекты, о кото- рых еще сравнительно недавно трудно было даже мечтать: тоннель под Ла-Маншем; 125-этажный небоскреб в Чикаго высотой 610 м; мост через пролив Акаси в Японии с центральным пролетом 1990 м (мировой рекорд 1990 г., рис. 4). Мост через пролив Нордамберленд в Восточной Канаде длиной 12,9 км сооружен на опорах, которые на глубину более 35 м погружены в воду. При крайне суровых условиях эксплуатации (ежегодно бетон подвержен 100 циклам замораживания и оттаивания) конструкции этого моста рассчитаны на срок службы 100 лет. Платформа для добычи нефти на месторождении Тролл (Норвегия) в Северном море, построенная в 1995 г., имеет высоту 472 м и рассчитана на воздействие ураганного шторма с максимальной высотой волны 31,5 м (рис. 7). Расчетный срок эксплуатации платформы составляет 70 лет. Аналогичные платформы, эксплуатирующиеся в зоне сплошного многолетнего ледового покрова, подвижки которого развивают огромные срезающие 2 Высококачественные бетоны (ВКБ) — термин High Performance Concrete (HPC) принят в 1993 г. совместной рабочей группой ЕКБ / ФИП. Рис. 7. Платформа для добычи нефти Тролл в Северном море, Норвегия Рис. 8. Башня «Восток» комплекса «Федерация» в Московском международном деловом центре «Москва-Сити» в процессе строительства
Раздел I. Архитектурные, технологические и экологические аспекты применения 10 усилия, возведены на океаническом шельфе Северного Ледовитого океана в 200–400 км от берегов Аляски. В России высококачественные бетоны нашли применение, например, в Москве при строительстве новых торгово-рекреационных комплексов на Манежной площади и на площади Курского вокзала; коллекторов для инженерных сетей; транспортных тоннелей в Лефортове, на проспекте Мира, Ленинском и Кутузовском проспектах; путепроводов и развязок московской кольцевой автомобильной дороги, МКАД; высотных зданий, таких как «Смоленский пассаж», «Реформы», комплекс «Москва- Сити» (рис. 8); а также целого ряда специальных сооружений. Одним из факторов повышения эффективности монолитного строительства, особенно высотного, является уменьшение массы железобетонных конструкций без потери их несущей способности и других эксплуатационных свойств, что достигается применением легких бетонов с повышенными показателями конструктивного качества. Впервые высокопрочные легкие бетоны были применены при возведении зданий и сооружений во второй половине ХХ в. При строительстве моста Дюккерхофф в Висба- дене высокопрочный легкий бетон был использован в предварительно напряженных конструкциях. Монолитный бетон, примененный при возведении южных фасадов Кайцентра в Дюссельдорфе выполняет несколько функций одновременно: конструктивные, декоративные и теплоизоляционные. При строительстве нефтяной платформы « Хейдрун» в Норвежском море удалось установить своеобразный рекорд прочности легкого бетона, уложенного в реальные конструкции — 75 МПа при плотности 1,75 кг / дм3. Амбициозные строительные проекты ХХI в., например такие как протяженные подвесные мосты в Японии и Китае, комплексы крупных гидротехнических и транспортных сооружений в Голландии и ряд других, где одним из непременных Рис. 9. Город наук и искусств в Валенсии, Испания; арх. Сантьяго Калатрава Рис. 10. Художественный музей в Милуоки, США; арх. Сантьяго Калатрава
Доступ онлайн
В корзину