Система измерений в проектировании многоэтажных зданий

Модульная система

В проекте изменений к нормам DIN № 18 000 от декабря 1970 г. излагаются рабочие выводы ISO (Международной организации нормативов) и IMG (Международный модульной группы). В пояснениях к проекту DIN о смысле и целях модульной системы сказано:

«Развитие строительной техники, рационализация строительства, возрастающее применение заранее изготовленных строительных деталей, как и вообще прогрессивная индустриализация строительства, требуют обязательной договоренности о нормировании строительных деталей и единых правилах, по которым строительные размеры будут согласованы между собой. Такая договоренность служит ограничению сортамента строительных деталей...

Такого рода соглашение, имеющее силу и в других странах, является модульной системой. Ее применение дает возможность унификации строительных элементов и оборудования и их серийного изготовления... Она является предпосылкой для рационализации проектирования и изготовления конструкций и оказывает помощь строительной экономике при составлении смет и расчетов. Модульная система — основа для последующего нормирования. К этому относится также система допусков, установление предпочитаемых основных размеров и с целью дальнейшего ограничения сортамента соглашение о преимущественных размерах для определенных групп строительных деталей и оборудования».

В основных положениях и пояснениях к проекту DIM сказано: для согласования строительных размеров деталей служит система модулей — основные модули, кратные модули и дробные модули.

Координационные размеры, т. е. строительные размеры, которые обеспечивают согласованность частей сооружения друг с другом и определяют положение строительных деталей по отношению друг к другу и их стыкование друг с другом, должны быть модулированными, т. е. кратными целому числу модулей. Основной модуль обозначается М. Он равен М=100 мм.

Кратные модули кратны основному модулю. Их размеры составляют:

3 М = 300 мм; 6 М = 600 мм.

Дробные модули образованы делением основного модуля на целое число. Они служат для образования строительных размеров, меньших, чем М. Модулированные размеры — это стандартные эталонные размеры, т. е. размеры строительных частей, включая толщину швов.

Большой модуль 6М = 600 мм является основой модульной сетки. Он служит основанием системы размеров для сборных строительных элементов, так как содержит важные основные составные числа 2, 3 и 5 (600 = 2³·3·5²) и поэтому делится на эти числа без получения дробных частей. Это облегчает проектирование и создает возможность применения машин для изготовления деталей, размеры которых, как правило, принимаются в полных миллиметрах. Делимость числа 600 показывает диаграмма 1.

Для стальных конструкций соблюдение модульной системы менее важно, так как их изготовление почти независимо от размеров деталей. Однако для ограждающих конструкций из стали необходима возможность предварительного изготовления элементов, которые должны соответствовать модульной системе. В этом случае и стальные элементы несущих конструкций должны соответствовать модульной системе.

В проекте DIN определяется употребление модульной системы: «Для проектирования унифицированных строительных сооружений применяется объемная сетка. Ее линии и плоскости, как правило, перпендикулярны друг к другу и имеют модульные интервалы (рис. 2).

Размеры модульной сетки для различных направлений координатной системы могут быть выбраны разной величины (рис. 3).

Все строительные детали должны располагаться по этой сетке. При этом для каждой детали определяется модульный размер, в котором размещается эта строительная деталь, включая стыки (рис. 4).

Сетка каркаса и сетка ограждающих конструкций

Целесообразно применять при проектировании строительного сооружения две сетки с различными размерами: сетку каркаса и сетку ограждающих конструкций. Они могут совпадать или быть смещенными относительно друг друга. Размер смещения V тоже должен быть модульным».

В «Каталоге требований к стандартизации в строительстве высших школ как предпосылке для индустриализации» от 24.2.1972 сказано:

«Модульная сетка плана 0,6X0,6 м. Размер модульной сетки для ограждающих конструкций — 1,2 м с дополнением 0,6 м. Модульная сетка каркаса лежит на модульной сетке плана. Размеры модульной сетки каркаса — многократно повторенные размеры модульной сетки ограждающих конструкций. Предпочтительные размеры сетки стального каркаса 7,2 м и 8,4 м».

Предполагается выпуск подобного каталога и для школьных зданий.

Модульная сетка каркаса может иметь для строительства стального каркаса различное значение в зависимости от того, подразумевается ли сетка колонн (n₁·М и n₂·М) или сетка балок (n·М) (рис. 5.1). В обоих вариантах возможно смещение на размер V (рис. 5.2).

Модульная сетка ограждающих конструкций при железобетонном каркасе обычно смещена относительно сетки каркаса, так как колонны имеют большие поперечные сечения и не могут быть расположены в одной плоскости со стенами (рис. 6.1). Такое расположение колонн возможно и при строительстве из стальных конструкций.

Колонны стального каркаса на рис. 6.2. имеют малое сечение и могут использоваться в качестве наружных колонн при совмещении их осей с модульной сеткой балок, равной сетке оконных переплетов. Перегородки могут непосредственно примыкать к колоннам, так что при малом шаге наружных колонн модульные сетки каркаса и ограждающих конструкций совпадают. Сетка внутренних колонн может совпадать с сеткой ограждающих конструкций, как при строительстве железобетонного каркаса. Наружные колонны могут быть расположены таким образом, чтобы унифицированные элементы перегородок могли быть к ним присоединены без дополнительных вставок.

Размеры каждой строительной детали должны быть приняты с учетом соединения с другими деталями.

Не все размеры строительного сооружения могут быть унифицированы. Вследствие немодульных толщин стен и перекрытий появляются немодульные размеры помещений и ограждающих конструкций (рис. 8.1 и 8.2).

При привязке к модульной сетке подвесного потолка часто бывает целесообразна установка перегородок по каждой оконной оси.

Унифицированные перегородки

Для модульной системы перегородок даются в основном следующие возможности.

7.1 Модульные оси проходят по оси стен. Перегородки упираются в стену. Элементов стоек нет. Стеновые элементы имеют ширину n·М и n·M—d/2, так как крайний угловой элемент имеет размер d·d/2.

7.2 Лишенная стоек перегородка имеет скошенные углы, так что элемент перегородки всюду употребляется с шириной п·М, что требует вставного элемента.

7.3 При перегородке со стойками имеется только элемент перегородки шириной n·M—d и элемент стойки размерами dXd.

8.1 Наружная стена прилегает внутренней стороной к несущему каркасу. В этом случае элементы перекрытий полностью соответствуют модульной сетке. Стыки перегородок возможны при всех трех системах, при схеме 7.2 появляются вставные элементы, при схеме 7.3 необходимы стойки половинного сечения.

Внутренние размеры помещений между двумя наружными стенами равны n₁·М; между наружной и внутренней стеной n₂·М—d/2; между внутренними стенами n₃·М—d, если все внутренние стены имеют одинаковую толщину d.

8.2 Если внутренняя поверхность наружных стен вдается в помещение на размер d/2, то внутренние размеры помещения равны n·М—d.

Унифицированные наружные стены

При разбивке наружных стен на элементы, как и при разбивке перегородок, возможны три основных варианта:

9.1 Бесстоечные наружные стены без вставок нуждаются кроме основного элемента а в дополнительных элементах для наружных углов b и с и для внутренних углов d, е, а также в укороченных нормальных элементах f при внутренних углах n·M—d; в зависимости от обстоятельств при малом шаге панелей требуются также укороченные наружные угловые элементы q, h длиной n·M—d+d=n·M.

9.2 Стена без стоек со скошенными углами имеет лишь основной элемент и две вставки.

9.3 Наружная стена со стойками имеет два основных элемента, два вида стоек, которые одновременно служат для присоединения перегородок.

9.4 Несущие колонны стального каркаса при малом шаге можно комбинировать по типу 9.3 с колоннами наружных стен. Если они вдаются в помещение на d/2, то устанавливаются свободно в системе перегородок со стойками по типу 7.3 или без стоек по типу 7.1.

Модульные размеры по высоте

О модульной системе по высоте зданий в проекте DIN сказано:

«К вертикальным координируемым размерам относится высота этажей. Ее модульный размер определяется, как правило, от верхней поверхности пола этажа до верхней поверхности пола следующего этажа, или от верха перекрытия до верха перекрытия, или от лестничной площадки до лестничной площадки».

Высота ступеней, как правило, не имеет унифицированных размеров, но имеется возможность объединять группы ступеней до модульного размера, например:

2·100 = 200 мм = 2М;
2·150 = 300 мм = ЗМ;
3·167?500 мм = 5М.