Модульная система, типизация, унификация и стандартизация в строительстве

Типизация, унификация и стандартизация

Выполнение грандиозной программы современного массового строительства возможно лишь на основе индустриальных методов производства работ.

Индустриализация является основным направлением развития строительства. Сущность ее заключается в превращении строительного производства в механизированный поточный процесс сборки и монтажа зданий из крупноразмерных конструкций, их элементов и блоков, имеющих максимальную заводскую готовность. Изготовляемые на специальных заводах, такие элементы обеспечивают снижение затрат общественного труда в строительстве, сокращение его продолжительности и скорейший ввод в действие объектов.

Важнейшими признаками индустриализации строительства являются комплексная механизация и автоматизация строительно-монтажных работ, максимальная сборность применяемых конструкций, массовое заводское производство унифицированных деталей, конструкций/ узлов и поточные методы строительства.

Технология современного индустриального строительства основана на применении типовых сборных деталей и конструкций. Типовыми называют детали и конструкции, имеющие более рациональное решение для данного момента времени, предназначенные для многократного применения.

Количество типов и размеров сборных деталей и конструкций для здания должно быть ограничено, так как изготовить большое количество одинаковых изделий проще, а монтаж их вести легче. В результате этого резко снижается стоимость строительства. Поэтому типизация сопровождается унификацией, т. е. приведением многообразных видов типовых деталей к небольшому числу определенных типов, единообразных но форме и размерам.

Для проектирования зданий массового строительства унифицированы не только основные геометрические размеры деталей и конструкций, но и основные их свойства (например, несущая способность для несущих конструкций, тепло- и звукоизоляционные свойства ограждения). Унификация деталей должна обеспечивать их взаимозаменяемость и универсальность.

Под взаимозаменяемостью понимают возможность замены данного изделия другим без изменения объемно-планировочных параметров здания. Например, взаимозаменяемы плиты перекрытий шириной 1600 и 800 мм, так как вместо одной широкой плиты можно уложить две узкие.

Взаимозаменяемость изделий возможна не только но размерам, но и по материалу и по конструктивному решению тех или иных изделий или конструкций.

Универсальность деталей позволяет применять один и тот же типоразмер для зданий различных видов с различными конструктивными схемами.

Наиболее совершенные типовые детали и конструкции, предложенные отраслевыми проектными организациями и проверенные в отечественном строительстве, стандартизируют, после чего они становятся обязательными для применения в проектировании и для заводского изготовления.

Стандартные строительные элементы регламентируются Государственными общесоюзными стандартами (ГОСТами), в которых для деталей и конструкций установлены определенные формы, размеры и качество их, а также технические условия изготовления.

Поскольку основные размеры деталей определяются объемно-планировочными решениями зданий, унификация строительных конструкций базируется на унификации объемно-планировочных параметров зданий, которыми являются шаг, пролет и высота этажа.

Шагом (рис. 5) при проектировании плана здания называют расстояние между разбивочными осями, которые расчленяют здание на планировочные элементы или определяют расположение вертикальных несущих конструкций зданий — стен и отдельных опор. В зависимости от направления а плане здания шаг может быть продольный или поперечный.

Пролетом в плане называют расстояние между разбивочными осями несущих степ или отдельных опор в направлении, соответствующем пролету основной несущей конструкции перекрытия или покрытия. В зависимости от конструктивно-планировочной схемы пролет совпадает по направлению с поперечном или продольным шагом, а в отдельных случаях (например, в железобетонных безбалочных перекрытиях) — с тем и другим.

В большинстве случаев шаг представляет собой меньшее расстояние между осями, а пролет — большее.

Разбивочные оси, применяемые для удобства проектирования и возведения зданий, указывают па плане обычно во взаимно перпендикулярных направлениях. Оси маркируют, т. е. обозначают в одном направлении (более протяженном) цифрами, а в другом — заглавными буквами русского алфавита.

Высотой этажа считают расстояние по вертикали от уровня пола данного этажа до уровня пола вышележащего этажа, а в верхних этажах и одноэтажных зданиях — расстояние от уровня пола до отметки верха чердачного перекрытия.

Принятие в проектах единого или ограниченного числа размеров шагов, пролетов и высот этажей дает возможность применять ограниченное число типоразмеров деталей. Таким образом, унификация конструктивных схем зданий и их объемно-планировочных параметров является важнейшей предпосылкой унификации строительных деталей и конструкций.

Основные положения модульной системы

Унификацию объемно-планировочных параметров зданий и геометрических размеров конструкций и строительных изделий осуществляют на основе единой модульной системы (ЕМС). Эта система представляет собой совокупность правил взаимосогласования размеров объемно-планировочных и конструктивных элементов зданий¹, размеров строительных изделий и оборудовании на базе единого модуля 100 мм, который обозначают буквой М.

При проектировании зданий и их строительстве кроме основного модуля применяют производные модули (ПМ) — укрупненные и дробные.

Укрупненные модули 6000, 3000, 1500, 1200, 600, 300, 200 м, обозначаемые соответственно 60М, 30М, 15М, 12М, 6М, 3М и 2М, предусмотрены для уменьшения количества объемно-планировочных параметров зданий (шагов, пролетов и высот этажей) и соответственно количества типоразмеров унифицированных конструкций.

Дробные модули 50, 20, 10, 5, 2 и 1 мм, обозначаемые соответственно 1/2М, 1/5М, 1/10М, 1/20М, 1/50М и 1/100М, служат для назначения размеров относительно небольших сечений конструктивных элементов, толщины плитных и листовых материалов.

Взаимное расположение объемно-планировочных элементов здания в пространстве устанавливают с помощью трехмерной пространственной системы модульных плоскостей (рис. 6), расстояния между которыми принимают кратными основному или производному модулю. Линии пересечения модульных плоскостей принимают за модульные разбивочные оси.

Проектное расстояние между модульными разбивочными осями здания или условный размер конструктивного его элемента, включающий соответствующие части швов и зазоров, называют номинальным модульным размером.

Кроме номинального различают конструктивные и натурные размеры. Конструктивным размером называют проектный размер конструктивных элементов, строительных изделий и оборудования, отличающийся от номинального на величину нормированного зазора или шва (в 5, 10, 15 и 20 мм).

Натурным размером является фактический размер конструктивного элемента, строительного изделия или элемента оборудования с учетом допусков. Величины допусков устанавливают, исходи из предельных размеров конструкций и предельных положений элементов конструкций в узлах сопряжений.

Разность между наибольшими и наименьшими предельными размерами (или положениями) называют допуском размера (положения).

Правила привязки конструктивных элементов зданий к разбивочным осям

Процесс определения расположения конструктивного элемента, детали или встроенного оборудования в плане или разрезе здания по отношению к модульной разбивочной оси называют привязкой. В узком смысле привязка выражает расстояние от модульной разбивочной оси до грани или оси элемента.

При проектировании зданий с несущими стенами руководствуются следующими правилами привязки:

• а) в наружных несущих стенах внутреннюю грань следует размещать на расстоянии от модульной разбивочной оси, равном половине номинальной толщины внутренней несущей стены b/2 или кратном М или М/2 (рис. 7, а); допускается также совмещать внутреннюю грань стены с модульной разбивочной осью, если при этом не увеличивается количество типоразмеров плит перекрытий (рис. 7, б);
• б) во внутренних стенах геометрическую ось совмещают с модульной разбивочной осью; отступать от этого правила допускается при привязке стен лестничных клеток и стен с вентиляционными каналами для возможности применения унифицированных элементов лестниц и перекрытий;
• в) в наружных самонесущих и ненесущих стенах внутренняя их грань совмещается с модульной разбивочной осью.

В каркасных зданиях колонны средних рядов следует располагать так, чтобы геометрический центр их сечения совмещался с пересечением модульных разбивочных осей (рис. 7, в, г).

При размещении крайних рядов колонн по отношению к модульной разбивочной оси, идущей вдоль крайнего ряда, наружную грань колонны следует совмещать с модульной разбивочной осью (краевая или нулевая привязка), если ригель перекрывает все сечение колонны или когда это целесообразно по условиям раскладки элементов перекрытий или покрытий (рис. 7, в). Если же ригели опираются на консоли колонн, а панели перекрытий — на консоли ригелей, то внутреннюю грань колонн размещают от модульной разбивочной оси на расстоянии, равном половине толщины внутренней колонны (рис. 7, г).

При размещении колонн крайнего ряда торцовых стен возможны как осевая, так и краевая (нулевая) привязки в зависимости от особенностей конструктивных узлов.

Примечания

1. Объемно-планировочным элементом согласно СНиПу называют часть объема здания с размерами, равными шагу, пролету и высоте этажа. Конструктивным элементом считают отдельную относительно самостоятельную конструктивную часть здания (например, перекрытие, лестничный марш, заполнение оконного или дверного проема).