Людмил Оксанович - Невидимый конфликт

• Название: Невидимый конфликт
• Автор: Людмил Оксанович
• Издательство: Стройиздат
• Жанр: Научпоп
• Год: 1986

В книге автора из НРБ рассматривается важная инженерно-техническая проблема — защита зданий и сооружений от  различных воздействий. В научно-популярной форме рассказывается об угрозе, которую представляют землетрясения и ураганы, о свойствах материалов и их способностях выдерживать  значительные нагрузки, о деформации железобетонных элементов, о  коэффициенте надежности. Большая часть книги посвящена  строительным формам и принципам их рационального выбора.

Книга предназначена для широкого круга читателей.

---

В отличие от всех других продуктов технической цивилизации продукт строительства создается непосредственно на месте его потребления.

Представим себе на минуту, что так обстояло бы дело и с другими промышленными изделиями, например с газовыми плитами: цех со всеми машинами, источниками энергии и рабочими бродит из квартала в квартал, из города в город, чтобы произвести продукцию именно там, где она будет использоваться (на кухне).

Ужасно, не правда ли? К сожалению, почти так же ужасно обстоит дело и в строительстве.

Трудность заключается в том, что классический бетон является монолитным материалом. Изготовление конструкции осуществляется на стройплощадке. Практически все происходит на стройплощадке. Правда, сезонность работ в значительной степени преодолена. Существуют методы бетонирования в зимнее время, которые хотя и замедляют процесс строительства, но зато превращают его в непрерывный. С другой стороны, есть операции, например приготовление бетонной смеси или изготовление арматуры, которые вполне могут выполняться на специальных бетонных заводах и в арматурных цехах. Но сама конструкция, несмотря ни на что, создается на строительной площадке. Монолитность, столь ценная со статической и конструктивной точки зрения современных требований оказывается минусом.

Символы технического прогресса — конвейерное производство и автоматизация — нашли свое место и в древнем плотницком ремесле, возведя его до уровня современного индустриального строительства.

Один из его видов называется «строительство из сборного железобетона».

СУПЕРМАРАФОН…

Что было бы, если бы мы начали производить дома на заводе? Это предполагает поточные линии, стопроцентную механизацию, автоматизацию отдельных операций — все огромные плюсы промышленных методов. В результате с конвейерных линий ежедневно сходят новые дома, а в печати мы читаем сообщения: «… Сегодня домостроительный комбинат №… выпустил 100-тысячную за год квартиру…».

Подобная, хотя и не столь идиллическая картина для нас не новость. Сборное строительство постепенно становится частью нашей будничной жизни, и мы почти не отдаем себе отчета, какая революция произошла в строительстве, какой гигантский скачок был сделан от векового традиционализма к нашему времени.

Разумеется, производят не готовые дома, а части домов — отдельные сборные элементы, которые монтируют на объекте. По-видимому, обычная фаза неизбежна, но она может измениться до неузнаваемости. Существует стремление перенести как можно больше процессов в заводские условия, выполнять там даже штукатурные и плиточные работы, работы по устройству полов, монтировать коммуникационные сети, изготовлять полностью укомплектованные санитарные узлы, так чтобы оставалась только сборка здания, а пресловутые отделочные работы были сведены к минимуму.

Сейчас на домостроительных комбинатах и строительных заводах НРБ выполняется около 80% всех работ по сооружению зданий. Высокие темпы, которые достигаются благодаря этому, сделали сборное строительство в Болгарии и других социалистических странах «направлением номер 1».

Несколько слов об элементах, применяемых в сборном строительстве. Часто они весят десятки тонн, не менее внушительны и их размеры. Но точная величина — это проблема из проблем. С одной стороны, чем больше элементы, тем лучше, тем большая часть работ выполняется на заводе (что означает дополнительный заводской эффект). Так что с этой точки зрения желательно, чтобы сборные элементы имели размеры здания, которое строится, и на строительной площадке вообще не производились строительные работы как таковые.

Но тогда возникает вопрос: как перевозить с завода на объект такие огромные элементы? Дороги и дорожные сооружения предусмотрены для транспортных средств со строго определенными габаритами, которые не могут быть превышены. Мосты рассчитаны на предельную загруженность проезжающего по ним транспорта, которая представляет собой отнюдь не астрономическое число. А сами транспортные средства, которые будут перевозить элементы? Двухсоттонные автомобили-гиганты в наше время являются пределом. Кроме того, доставленные каким- либо образом на объект элементы должны быть смонтированы, а подъемные средства тоже имеют ограниченные возможности.

Поэтому от целого мы неизбежно придем к более мелкой его части. Возникает ряд конструкторских проблем в связи с тем, как «разрезать» на части монолитную конструкцию, чтобы существенно не пострадала ее статическая работа, а соединения между отдельными элементами (которые выполняются на стройплощадке) не оказались слишком сложными и трудоемкими. Например, в случае расчленения многоэтажного каркасного здания по высоте существует несколько возможностей. Рассмотрим две из них.

Стойки «разрезаются» в уровнях перекрытий. Такое расчленение имеет большие преимущества с точки зрения технологии, однако соединения между элементами должны непременно воспринимать и изгибающий момент (именно в уровне перекрытия моменты при землетрясениях и ураганах достигают наибольшей величины). Следовательно, необходимо обеспечить непрерывность арматуры в месте соединения, что не так просто. Вообще жесткие соединения являются самыми дорогими, самыми трудоемкими и требуют наибольших затрат времени. Если же, несмотря ни на что, мы откажемся от жестких соединений, надо будет проектировать специальные вертикальные диафрагмы, которые бы воспринимали усилия при землетрясениях, и ураганах.

Колонны «разрезаются» в уровнях, расположенных между смежными перекрытиями. Такое расчленение приводит к трудностям производственного и строительного характера, но зато соединения между колоннами упрощаются — они могут быть и нежесткими (в определенных местах моменты при ветре и землетрясении значительно меньше). Однако связи между балками и колоннами должны быть жесткими, т. е. должны воспринимать изгибающие моменты (так же, как и в первом случае) .

Проблема соединений конкретно решается на фоне конкурентной борьбы двух методов: сварки и замоноличивания бетоном. Сварка обеспечивает высокие темпы работ, но если она доминирует, мы выходим за рамки специфики железобетона и вступаем на «территорию» стальных конструкций, что не может не отразиться на стоимости строительства. С другой стороны, более естественный в данном случае метод — замоноличивание — является весьма трудоемким и приводит к снижению темпов работ. Поэтому два метода соединения элементов применяются в принципе совместно (да иначе и быть не может), но их взаимное «дозирование» является довольно сложным делом.

Не последнее место при расчленении занимают и соображения инженера-технолога завода, на котором изготовляются элементы. Желательно, чтобы элементы имели как можно более простые сечения и линейные очертания, без выступающих частей, углублений и т. д. Сложные контуры элементов затрудняют их изготовление, хранение, транспортировку и монтаж. Но все это желательные, а не обязательные требования.

Пределом укрупнения сборного строительства являются так называемые объемные элементы, которые имеют размеры помещения или группы помещений. Существует четкое стремление к тому, чтобы они поставлялись заводом-изготовителем в полностью укомплектованном виде (только что без занавесок и картин на стенах). Определенно можно сказать, что им принадлежит будущее. Внедрение методов строительства зданий из таких элементов в СССР, ГДР и НРБ является живой иллюстрацией аллегорического выражения «растет не по дням, а по часам». Предпринимаются попытки их транспортировки и монтажа с помощью вертолетов и даже дирижаблей. Это тот путь, который поможет сборному строительству проникнуть и в наиболее труднодоступные районы.

А каковы возможности сборного строительства? Практически не ограниченные. Строятся даже сборные дороги и аэродромы. Новый метод оказался незаменимым не только в жилищном, но и в промышленном строительстве: короткие сроки строительства определяют быстрый ввод новых мощностей и приближают на целые годы дату их окупаемости. В НРБ промышленные здания строятся именно таким образом. Разработанная в стране еще в 60-х годах «Номенклатура сборных элементов одноэтажных промышленных зданий», которая постоянно совершенствуется и дополняется, позволяет проектировщику в буквальном смысле слова собирать из каталогизированных элементов самые разнообразные промышленные здания, удовлетворяющие нужды почти всех видов производства. Это — здания каркасно-панельной системы. После монтажа основных несущих элементов (стоек, балок) полученный каркас ограждается соответствующими стеновыми, кровельными и светопрозрачными панелями.

Для магазинов, общественных и административных зданий, лечебных учреждений и учебных заведений в НРБ внедряются все более эффективные сборные системы — каркасно-панельные, каркасно-безбалочные и смешанные, что являются результатом ответственной творческой работы по типизации и унификации архитектурно-эксплуатационных и конструктивных параметров. Вопрос этот имеет исключительно важное значение, поскольку типовой проект обеспечивает одно серийность домостроительных комбинатов, а именно это и является основой наибольшей эффективности индустриальных методов. Однако, с другой стороны, типовой проект приводит к безрадостному однообразию архитектуры жилой застройки, которое всем нам хорошо знакомо. Необходимая гибкость, т. е. возможность с помощью определенного набора унифицированных элементов вносить разнообразие не только в планировочную схему, но и в эстетический облик зданий, вполне достижима и в сборном строительстве ближайшего будущего.