Универсальная открытая архитектурно-строительная система многоэтажных зданий АРКОС
Cообщение, сделанное 7 сентября 2004 г. директором НИЭПРУП "Институт" БелНИИС Александром Мордичем на семинаре "Современные системы зданий, строительные технологии и материалы", организованном и проведенном БелНИИС и Минстройархитектуры Беларуси в рамках 12-й международной специализированной выставки "Будпрагрэс-2004".
АРКОС-1 (Серия Б1.020.1-7)
АРКОС-1 — это итог научных разработок, ведущихся специалистами БелНИИС, а также многолетнего опыта строительства. Это энергоэффективные жилые и общественные здания минимальной стоимости высотой до 30 этажей включительно. Это современное потребительское качество жилья, включающее высокий уровень комфорта, свободные и легко трансформируемые планировочные решения, разнообразие застройки. Это полное использование существующей региональной производственной базы стройиндустрии и стройматериалов, возможность применения новых эффективных изделий и материалов, производимых по прогрессивным технологиям. Это, наконец, всепогодность и высокий темп строительства.
Новизна разработанных технических решений системы подтверждена патентами РФ №2118430, №2134351, №2197578, №2215103, №2226593, №2233368 и №2233952, патентами РБ №2576 и №3216.
В конструктивной системе зданий разделены функции несущих и ограждающих конструкций. Основой системы АРКОС-1 является сборно-монолитный каркас с плоскими дисками перекрытий, образованными многопустотными плитами. Ограждающие конструкции выполняют в виде наружных стен и поэтажно опертых перегородок, размещаемых в любом месте диска перекрытия. Наружные стены, как правило, выполняют в виде кладки из различных штучных изделий (из ячеистого бетона, керамики) поэтажно опертыми на диски перекрытий. Они могут быть однослойными и многослойными. Наружные стены могут быть выполнены навесными на каркас, как правило, из панелей, полосовой разрезки. Система предусматривает новые конструкции стыков колонн повышенной несущей способности с винтовыми соединениями.
Многопустотные плиты дисков перекрытий должны иметь открытые с обоих торцов полости на глубину 100±10 мм. Многопустотные плиты укладываются в проектное положение с помощью поддерживающих устройств, имеющих вид пространственных металлических рам. Для пропуска коммуникаций в дисках перекрытий предусматриваются сквозные проемы (устраиваемые с применением либо инвентарной опалубки, либо сборной сантехнической плиты корытного профиля), а для размещения балконов и эркеров — специальные консоли.
Несущий каркас многоэтажных зданий АРКОС — рамно-связевый. Диафрагмы и ядра жесткости в каркасе выполняют из сборного, сборно-монолитного и монолитного железобетона. Одновременное возведение каркаса и наружных стен способствует ускорению темпов строительства зданий АРКОС.
Конструктивная система зданий системы АРКОС всесторонне исследована и испытана по стандартной методике до разрушения всех несущих элементов, стыков и фрагментов каркаса. Каркасы зданий в процессе их строительства подвергнуты натурным испытаниям до уровня расчетных нагрузок по специально разработанной методике применительно к методике ГОСТ 8829-94. Плита испытывалась на длительное действие нагрузки в условиях распора.
Испытание фрагмента каркаса до разрушения позволяет говорить о достижении системой коэффициента безопасности с = 1,98 (к сведению: коэффициент этот определяется в соответствии с ГОСТ 8829-94, и его нормативное значение составляет 1,6).
Кроме прочностных испытаний, выполнен комплекс теплотехнических исследований, обеспечивающий повышенный комфорт помещений и минимальные тепловые потери в стыках сопряжений наружных стен с каркасом. На основании выполненного комплекса исследований получено конструктивное решение системы зданий со следующими технико-экономическими показателями построенных домов — представителей системы. Размеры сетки колонн при сборных многопустотных плитах толщиной 22 см — до 8,4х8,4 м. Приведенная толщина перекрытия — 0,134 м. Удельный расход железобетона — до 0,17 м3/м2, в том числе монолитного — 0,06 м3/м2. Удельный расход стали на армирование перекрытия — 10,8-11,6 кг/м2, на армирование каркаса — 13,2-15,3 кг/м2. (Удельные расходы вычислены относительно 1 м2 общей площади здания.) По сравнению с панельными домами в сопоставимых условиях прямые затраты на возведение 1 м2 общей площади жилого дома АРКОС в среднем (по состоянию на декабрь 2002 г.) снижены на 1600 RUR.
АРКОС-1 — единственная в отечественной и зарубежной практике конструктивная система зданий, в которой сборно-монолитные диски перекрытий с применением многопустотных плит выполняют плоскими без выступающих в объем здания частей перекрытий, обеспечивая возможности размещения ограждающих конструкций в любом требуемом месте без ограничений. Кроме того, при приведенной к сплошному перекрытию толщине, равной 12-14 см, обеспечено перекрытие пролетов длиной до 7,2 м и более. Вдобавок в диске перекрытий полностью реализован учет возникающих под нагрузкой реактивных распорных усилий, что позволило на 30-40% снизить величину внутренних усилий во всех расчетных сечениях элементов перекрытий и в этих же пределах (на 30-40%) сократить расход стали на армирование перекрытий в целом.
Архитектурно-пластическое решение зданий, проектируемых в конструкциях серии Б1-020.1-7* при одинаковой сетке колонн и с консольными выпусками дисков перекрытий различной формы, обеспечивает многообразие форм приквартирных элементов (балконов, лоджий). Возможно формирование криволинейных фасадов при использовании консольных выносов наружных стен, формирование пластики фасада на основе применения усложненных, в том числе поэтажно изменяемых, очертаний планов, а также использование клиновидных консольных выносов для изменения угла примыкания наружных продольных и торцевых стен.
Система АРКОС позволяет осуществлять эффективную реконструкцию эксплуатируемых жилых и общественных зданий старой постройки с доведением их параметров до современных (по несущей способности, огнестойкости, комфорту, тепловой защите) с наращиванием объема здания и сохранением их исторического архитектурного облика. При такой реконструкции сохраняется облик здания и архитектурная выразительность старой исторической застройки. При необходимости в требуемой мере модернизируются существующие архитектурные решения.
При минимальных затратах технико-эксплуатационные показатели приводятся в соответствие с современными требованиями нормативных документов. Обеспечиваются современный комфорт и гибкие планировочные решения в домах старой постройки, а также всепогодность и высокие темпы реконструкции таких домов (так, 2 секции 6-этажного дома реконструированы и сданы под заселение в течение 6 календарных месяцев, величина общей площади здания увеличена на 32%).
АРКОС-2
Жилые и общественные здания системы АРКОС-2 на основе монолитных железобетонных каркасов являются энергоэффективными и отличаются минимальными затратами на возведение и содержание при минимальном расходе металла, имеют современные потребительские качества, включающие высший уровень комфорта, свободные и трансформируемые планировочные решения, реализуют разнообразие застройки без дополнительных затрат, кроме того, обеспечивают всепогодное строительство и высший темп строительства. Указанное подтверждено многолетним опытом строительства и основано на результатах научных исследований и разработках института БелНИИС.
В монолитных каркасах системы АРКОС-2 в плоских дисках перекрытий распределение арматуры выполнено строго в соответствии с распределением усилий, учтены распорные усилия, возникающие в плите перекрытия при действии расчетных нагрузок и обеспечивающие снижение величины расчетных усилий на 30-40% в средних ячейках каркаса и на 15-20% в крайних. Кроме того, все ячейки перекрытий каркаса работают под нагрузкой примерно в одинаковых условиях с применением бортовых элементов. Для ускорения темпов строительства и сокращения трудозатрат в данной системе применяют три сборных железобетонных элемента. Это сборные лестничные марши и площадки, тюбинги лифтов и вентиляционные стояки, установленные в проектное положение.
Дома системы АРКОС-2 характеризуются следующими показателями: тип каркаса — монолитный рамно-связевый, тип перекрытия — плоское распорное, размеры сетки колонн — до 7,2х7,2 м, приведенная толщина перекрытия — 0,16-0,20 м, удельный расход железобетона — 0,18-0,22 м3/м2, в том числе сборного — 0,02 м3/м2, удельный расход стали на армирование перекрытия — 15,6 кг/м2, на армирование каркаса — 18,4 кг/м2.
Подготовил Сергей ЗОЛОТОВ
АРКОС-1 (Серия Б1.020.1-7)
АРКОС-1 — это итог научных разработок, ведущихся специалистами БелНИИС, а также многолетнего опыта строительства. Это энергоэффективные жилые и общественные здания минимальной стоимости высотой до 30 этажей включительно. Это современное потребительское качество жилья, включающее высокий уровень комфорта, свободные и легко трансформируемые планировочные решения, разнообразие застройки. Это полное использование существующей региональной производственной базы стройиндустрии и стройматериалов, возможность применения новых эффективных изделий и материалов, производимых по прогрессивным технологиям. Это, наконец, всепогодность и высокий темп строительства.
Новизна разработанных технических решений системы подтверждена патентами РФ №2118430, №2134351, №2197578, №2215103, №2226593, №2233368 и №2233952, патентами РБ №2576 и №3216.
В конструктивной системе зданий разделены функции несущих и ограждающих конструкций. Основой системы АРКОС-1 является сборно-монолитный каркас с плоскими дисками перекрытий, образованными многопустотными плитами. Ограждающие конструкции выполняют в виде наружных стен и поэтажно опертых перегородок, размещаемых в любом месте диска перекрытия. Наружные стены, как правило, выполняют в виде кладки из различных штучных изделий (из ячеистого бетона, керамики) поэтажно опертыми на диски перекрытий. Они могут быть однослойными и многослойными. Наружные стены могут быть выполнены навесными на каркас, как правило, из панелей, полосовой разрезки. Система предусматривает новые конструкции стыков колонн повышенной несущей способности с винтовыми соединениями.
Многопустотные плиты дисков перекрытий должны иметь открытые с обоих торцов полости на глубину 100±10 мм. Многопустотные плиты укладываются в проектное положение с помощью поддерживающих устройств, имеющих вид пространственных металлических рам. Для пропуска коммуникаций в дисках перекрытий предусматриваются сквозные проемы (устраиваемые с применением либо инвентарной опалубки, либо сборной сантехнической плиты корытного профиля), а для размещения балконов и эркеров — специальные консоли.
Несущий каркас многоэтажных зданий АРКОС — рамно-связевый. Диафрагмы и ядра жесткости в каркасе выполняют из сборного, сборно-монолитного и монолитного железобетона. Одновременное возведение каркаса и наружных стен способствует ускорению темпов строительства зданий АРКОС.
Конструктивная система зданий системы АРКОС всесторонне исследована и испытана по стандартной методике до разрушения всех несущих элементов, стыков и фрагментов каркаса. Каркасы зданий в процессе их строительства подвергнуты натурным испытаниям до уровня расчетных нагрузок по специально разработанной методике применительно к методике ГОСТ 8829-94. Плита испытывалась на длительное действие нагрузки в условиях распора.
Испытание фрагмента каркаса до разрушения позволяет говорить о достижении системой коэффициента безопасности с = 1,98 (к сведению: коэффициент этот определяется в соответствии с ГОСТ 8829-94, и его нормативное значение составляет 1,6).
Кроме прочностных испытаний, выполнен комплекс теплотехнических исследований, обеспечивающий повышенный комфорт помещений и минимальные тепловые потери в стыках сопряжений наружных стен с каркасом. На основании выполненного комплекса исследований получено конструктивное решение системы зданий со следующими технико-экономическими показателями построенных домов — представителей системы. Размеры сетки колонн при сборных многопустотных плитах толщиной 22 см — до 8,4х8,4 м. Приведенная толщина перекрытия — 0,134 м. Удельный расход железобетона — до 0,17 м3/м2, в том числе монолитного — 0,06 м3/м2. Удельный расход стали на армирование перекрытия — 10,8-11,6 кг/м2, на армирование каркаса — 13,2-15,3 кг/м2. (Удельные расходы вычислены относительно 1 м2 общей площади здания.) По сравнению с панельными домами в сопоставимых условиях прямые затраты на возведение 1 м2 общей площади жилого дома АРКОС в среднем (по состоянию на декабрь 2002 г.) снижены на 1600 RUR.
АРКОС-1 — единственная в отечественной и зарубежной практике конструктивная система зданий, в которой сборно-монолитные диски перекрытий с применением многопустотных плит выполняют плоскими без выступающих в объем здания частей перекрытий, обеспечивая возможности размещения ограждающих конструкций в любом требуемом месте без ограничений. Кроме того, при приведенной к сплошному перекрытию толщине, равной 12-14 см, обеспечено перекрытие пролетов длиной до 7,2 м и более. Вдобавок в диске перекрытий полностью реализован учет возникающих под нагрузкой реактивных распорных усилий, что позволило на 30-40% снизить величину внутренних усилий во всех расчетных сечениях элементов перекрытий и в этих же пределах (на 30-40%) сократить расход стали на армирование перекрытий в целом.
Архитектурно-пластическое решение зданий, проектируемых в конструкциях серии Б1-020.1-7* при одинаковой сетке колонн и с консольными выпусками дисков перекрытий различной формы, обеспечивает многообразие форм приквартирных элементов (балконов, лоджий). Возможно формирование криволинейных фасадов при использовании консольных выносов наружных стен, формирование пластики фасада на основе применения усложненных, в том числе поэтажно изменяемых, очертаний планов, а также использование клиновидных консольных выносов для изменения угла примыкания наружных продольных и торцевых стен.
Система АРКОС позволяет осуществлять эффективную реконструкцию эксплуатируемых жилых и общественных зданий старой постройки с доведением их параметров до современных (по несущей способности, огнестойкости, комфорту, тепловой защите) с наращиванием объема здания и сохранением их исторического архитектурного облика. При такой реконструкции сохраняется облик здания и архитектурная выразительность старой исторической застройки. При необходимости в требуемой мере модернизируются существующие архитектурные решения.
При минимальных затратах технико-эксплуатационные показатели приводятся в соответствие с современными требованиями нормативных документов. Обеспечиваются современный комфорт и гибкие планировочные решения в домах старой постройки, а также всепогодность и высокие темпы реконструкции таких домов (так, 2 секции 6-этажного дома реконструированы и сданы под заселение в течение 6 календарных месяцев, величина общей площади здания увеличена на 32%).
АРКОС-2
Жилые и общественные здания системы АРКОС-2 на основе монолитных железобетонных каркасов являются энергоэффективными и отличаются минимальными затратами на возведение и содержание при минимальном расходе металла, имеют современные потребительские качества, включающие высший уровень комфорта, свободные и трансформируемые планировочные решения, реализуют разнообразие застройки без дополнительных затрат, кроме того, обеспечивают всепогодное строительство и высший темп строительства. Указанное подтверждено многолетним опытом строительства и основано на результатах научных исследований и разработках института БелНИИС.
В монолитных каркасах системы АРКОС-2 в плоских дисках перекрытий распределение арматуры выполнено строго в соответствии с распределением усилий, учтены распорные усилия, возникающие в плите перекрытия при действии расчетных нагрузок и обеспечивающие снижение величины расчетных усилий на 30-40% в средних ячейках каркаса и на 15-20% в крайних. Кроме того, все ячейки перекрытий каркаса работают под нагрузкой примерно в одинаковых условиях с применением бортовых элементов. Для ускорения темпов строительства и сокращения трудозатрат в данной системе применяют три сборных железобетонных элемента. Это сборные лестничные марши и площадки, тюбинги лифтов и вентиляционные стояки, установленные в проектное положение.
Дома системы АРКОС-2 характеризуются следующими показателями: тип каркаса — монолитный рамно-связевый, тип перекрытия — плоское распорное, размеры сетки колонн — до 7,2х7,2 м, приведенная толщина перекрытия — 0,16-0,20 м, удельный расход железобетона — 0,18-0,22 м3/м2, в том числе сборного — 0,02 м3/м2, удельный расход стали на армирование перекрытия — 15,6 кг/м2, на армирование каркаса — 18,4 кг/м2.
Подготовил Сергей ЗОЛОТОВ
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 35 за 2004 год в рубрике выставки
