Технологічне забезпечення точності геометричних параметрів конструкцій багатоповерхових каркасно-монолітних будівель (стр. 2 из 4)
Особистий вклад автора. Основні результати дисертаційної роботи отримані автором самостійно і дістали відображення в двох одноосібних наукових публікаціях [5, 7]. В інших опублікованих у співавторстві працях [1, 2, 3, 4, 6] особистий вклад автора полягає в постановці мети і формулюванні наукової проблеми, завдань дослідження, побудові графічних і розрахункових залежностей, оцінки ефективності, а також впровадженні у виробництво.
Апробація результатів роботи. Результати роботи доповідалися на 62-й, 63-й науково-технічних конференціях Харківського державного технічного університету будівництва та архітектури у 2007-2008 рр., на міжнародних науково-технічних конференціях: "Інноваційні технології житлового циклу об’єктів житлово-цивільного, промислового і транспортного призначення" ПДАБП, Крим, вересень 2007 р.; "Ресурс і безпека експлуатації конструкцій будівель і споруд", ХДТУБА, вересень 2007 р.; "Актуальні проблеми і досвід висотного будівництва з урахуванням забудови підземного простору", Київ НДІБВ Держбуду України, листопад 2007 р.
Публікації. Здобуті результати досліджень відображені у 7 публікаціях у спеціальних виданнях, які входять до переліку затверджених ВАК України.
Структура і обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, чотирьох розділів, загальних висновків і рекомендацій, списку літератури з 94 найменувань і додатків. Дисертація включає 19 таблиць і 46 рисунків. Загальний обсяг дисертації складає 182 сторінки.
ЗМІСТ РОБОТИ
У вступі дисертації обґрунтовано актуальність обраної теми досліджень, поставлено мету і завдання досліджень, наведено основні положення і результати, які виносяться на захист.
У першому розділі роботи розглянуто основні тенденції розвитку висотного каркасно-монолітного будівництва у світовій практиці. Наведено основні чинники, які необхідно брати до уваги при будівництві висотних будівель. Розглянуто основні конструктивні рішення багатоповерхових каркасно-монолітних будівель в Україні. Відзначено, що будівництво будівель з висотою понад 30 поверхів визначено як експериментальне, і їх зведення має здійснюватись за індивідуальними програмами, які розглядаються та затверджуються в Держбуді України.
При розгляді стану розглядуваної в роботі проблеми на особливу увагу заслуговує питання точності геометричних параметрів вертикальних конструкцій, від яких залежить міцність і надійність, естетичні та експлуатаційні якості будівель.
У розділі наведено методику досліджень точності геометричних параметрів конструкцій.
У другому розділі розглянуто комплексний процес зведення багатоповерхових каркасно-монолітних будівель. Виконаний аналіз наукових досліджень свідчить про необхідність системного підходу до технологічного проектування будівництва багатоповерхових будівель із монолітного залізобетону. Особливої уваги заслуговує вибір систем опалубок для зведення монолітних конструкцій з необхідною якістю. Як показує досвід будівництва, в окремих випадках опалубка коштує дорожче, ніж бетон і арматура, разом узяті. Пошкодження опалубки призводить до відхилення конструкцій від проектних розмірів і як наслідок, до подорожчання будівництва таких будівель. Найширшого застосування у будівництві багатоповерхових каркасно-монолітних будівель у містах України набувають опалубні системи фірм DOKA і PERI. Виконаний в першому розділі огляд організаційно-технологічних рішень зведення багатоповерхових будівель, у тому числі в інших країнах, дає змогу зробити висновок про високу ефективність використання опалубних систем цих фірм, які дозволяють зводити будівлі з високою якістю монолітних залізобетонних конструкцій.
Водночас визначено, що на якість зведення конструкцій впливає ціла низка чинників, у тому числі способи подачі бетонної суміші в опалубку. Дослідження показали, що в багатьох випадках спосіб "кран-баддя" стає причиною, що призводить до відхилення конструкцій від проектного положення. Тому доцільно рекомендувати для бетонування вертикальних конструкцій подачу бетону бетононасосами з розподільчими стрілами.
Третій розділ роботи присвячено дослідженню точності геометричних параметрів конструкцій багатоповерхових будівель, зведених за каркасно-монолітною схемою. Як відомо, рівень розробки нормативно-технічної документації в Україні значною мірою відстає від темпів та обсягів будівництва багатоповерхових каркасно–монолітних будівель. З огляду на те, що ця робота присвячена питанням точності геометричних параметрів несучих конструкцій, які визначають точність зведення будівель в цілому, основну увагу автор приділив точності зведення колон та стін, які є основними несучими елементами в каркасно-монолітних будівлях.
Основним методом, що застосовується при геодезичних роботах в багатоповерховому будівництві на цей час, є метод вертикального проектування, тобто проектування точок планової опорної основи на монтажні горизонти.
У процесі роботи було виконано дослідження точності зведення конструкцій на різних горизонтах багатоповерхових будівель, унаслідок чого визначено, що сучасні методи геодезичного забезпечення та високоточні геодезичні інструменти дають можливість зводити конструкції з високою точністю. На відміну від будівництва висотних будівель із збірного залізобетону, де точність відповідно до існуючих норм могла знижуватись у міру переходу на вищу відмітку, в каркасно-монолітному будівництві точність, як показали дослідження, не залежить від позначки, на якій ведуться роботи та їх геодезичний супровід. Як показує аналіз побудованих за даними виконавчих геодезичних зйомок гістограм в окремих випадках відхилення колон від вертикальної осі на перших поверхах значно перевищує їх відхилення на останніх.
Аналіз нормативних документів України та країн ближнього зарубіжжя свідчить про відсутність в них регламентації допусків на відхилення конструкцій від проектного положення. Як відомо, для розробки нормативних документів що регламентують точність геометричних параметрів зведення конструкцій, необхідно чимало статичних даних, які фіксують положення конструкцій після їх зведення з наступною обробкою їх методами теорії ймовірності.
Відомо, що аналіз точності геометричних параметрів конструкцій багатоповерхових каркасно-монолітних будівель не тільки дає інформацію про точність зведення будівель, але може бути використаний для визначення нормативних допусків зведення конструкцій при розробці державних будівельних норм.
У роботі виконано комплекс досліджень, спрямованих на визначення характеристик точності геометричних параметрів зведення конструкцій багатоповерхових каркасно-монолітних будівель у містах Києві та Харкові.
Дослідження проводились за матеріалами, представленими будівельними фірмами України ТОВ "Основа-Солсіф" (Київ), ТОВ ТММ (Київ), ЗАТ Познякижитлобуд (Київ), АТ ЗТ Спецбудмонтаж (Харків), АТ Житлобуд-2 (Харків), ТОВ "Constraction Group" (Харків), шляхом визначення основних характеристик точності геометричних параметрів, переважно колон та стін.
Для обробки результатів геодезичних зйомок були використані методи математичної статистики: визначення характеристик генеральної сукупності за даними вибірками критерію Пірсона "χ - квадрат" при визначеності збіжності з нормальним емпіричним розподілом. Емпіричний розподіл було задано у вигляді послідовності (χi, χi+i) і відповідним їм частот ni (сума частот, які потрапили в і-й інтервал).
З використанням критерію Персона перевірялася гіпотеза про те, що генеральна сукупність Х розподілена нормально.
Із рівнем значущості α перевірка гіпотези про нормальне розподілення генеральної сукупності виконувалась шляхом визначення вибіркової середньої і вибіркового середнього квадратичного відхилення.
У нашому випадку диференціальна функція розподілення для досліджуваних об’єктів, має вигляд:
.На рис.1,2 наведено гістограми та криві нормального розподілу
відхилень колон багатоповерхових каркасно-монолітних будівель.
Всього у роботі досліджено положення понад 6000 колон (табл).
Установлено, що відхилення колон від вертикальних осей відповідають закону нормального розподілення, що свідчить про високу статичну однорідність і стабільність технологічного процесу зведення багатоповерхових каркасно-монолітних будівель.
Виходячи з отриманих середньоквадратичних відхилень колон досліджених будівель зроблено висновок, що їх допустиме відхилення може бути визначене в межах ±15 мм.
Для отримання числових результатів, що характеризують зміни напруженого стану при їх відхиленні від вертикальних осей, за допомогою комплексу SCAD версія 11.2 виконано числовий експеримент на моделі розрахункової схеми 27-поверхової будівлі.
Результати експерименту свідчать про те, що найбільші зміни в зусиллях виникають в колонах, розташованих на 3 поверсі 27-поверхового будинку при їх відхиленні від вертикальної осі до 20 мм. Величина зусиль при цьому збільшується на 60-70%.
У четвертому розділі розроблено методику прогнозування питомої трудомісткості зведення конструкцій каркасно-монолітних будівель. В основу методики покладено багатофакторну логіко-математична модель.
Чинники або параметри моделі були вибрані з допомогою спеціалістів – експертів, які мають значний досвід роботи в багатоповерховому каркасно-монолітному будівництві. Шляхом ранжування запропонованих експертами чинників до моделі ввійшли такі, що найбільшою мірою впливають на критерій оптимізації, яким є питома трудомісткість зведення монолітних конструкцій, а саме: X1 – відмітка виконання роботи, м; X2 – середньодобове вітрове навантаження, м/с; X3 – питома трудомісткість на основні розбивні геодезичні роботи, люд/год/м3; X4 – питома трудомісткість на геодезичні роботи при установленні і вивіренні опалубки вертикальних конструкцій, люд/год/м3; X5 – питома трудомісткість на здійснення виконавчої зйомки горизонтальних конструкцій люд/год/м3; X6 – питома трудомісткість виправлення дефектів після зняття опалубки, люд/год/м3; X7 – час установлення опалубки вертикальних конструкцій, год.; X8 – час зняття опалубки вертикальних конструкцій, год.; X9 – кількість комплектів опалубки горизонтальних конструкцій, шт.