Применяют несколько типов закладных деталей, причем для каждого установлена несущая способность. Монтажные петли закладываемые в бетон, изготавливают из гладкой круглой стали класса A-I. Диаметр стержня определяют расчетом петли на разрыв и выдергивание из бетона.
7.5 Технико-экономическое обоснование применения металлических конструкций
В отличие от многих строительных материалов, применяемых включительно в строительстве, металлы используют практически во всех отраслях народного хозяйства. Это выдвигает на первое место вопросы оценки экономической эффективности их первоочередного использования.
С развитием сборного железобетона большая часть конструкций, выполнявшихся ранее из металла, изготовляется из железобетона. Это позволяет добиться экономии металла в строительстве.
Институтом экономики строительства Госстроя СССР с участием ЦНИИпромзданий, НИИЖБа и других выявлены области первоочередного применения стальных конструкций в зданиях и сооружениях в перспективе.
Для определения эффективности каркасов рассматривались здания размером: 144Х144м с подвесными кран-балками грузоподъемностью Зт, бесфонарные с сеткой колонн 12Х18м, высотой до низа ферм 7,2 м; 144X144 м с кранами 20 т, бесфонарные с сеткой колонн 12X24 м, высотой до низа ферм 12,6 м; 150X144 м с кранами 50 т, бесфонарные, с сеткой колонн 12X30 м, высотой до низа ферм 16,2 м.
При сопоставлении учитывался комплекс конструкций, включающий колонны, фермы, подкрановые балки, фонари, связи, конструкции покрытий (без кровли), крановые рельсы и крепления. В результате анализа выявилось, что стоимость зданий со стальными каркасами и железобетонными плитами покрытий на Ю...12% ниже стоимости зданий с железобетонными каркасами. При этом сроки возведения стальных каркасов в 1,5...2 раза меньше, чем железобетонных, а расход стали выше, чем у железобетонных каркасов, на 30...40% (при применении в стальных каркасах стали марок СтЗ и 15ГС).
Масса конструкций в зданиях с железобетонными каркасами и плитами покрытий больше, чем при применении стальных каркасов и легких ограждающих конструкций. По сумме приведенных затрат стальные конструкции каркасов на 8...10% эффективнее железобетонных.
Сборные железобетонные колонны в большинстве случаев экономичнее стальных как по расходу стали (в 2,5...5,5 раза), так и по стоимости и приведенным затратам (до 30%). Однако в крупных зданиях с покрытиями по стальным фермам при шаге железобетонных колонн 12 м применение последних экономически менее эффективно, чем стальных, так как требует устройства Дополнительных поперечных и продольных температурных швов, Установки дополнительных колонн, ферм и связей. Расстояние между температурными швами при железобетонных колонна не превышает 72...144 м, а при стальных колоннах здания раз мером до 240X240 м и могут быть без температурных швов.
Применение стальных ферм наиболее эффективно при щаг ферм 6м и пролете 24...36 м. При шаге ферм 12 м, пролете 18...30м и нагрузке 4500...5500 Па железобетонные цельные фермы покрытий со скатной кровлей экономичнее стальных по приведенным затратам на 3...11%. Таким образом, степень экономической эффективности ферм всецело зависит от величины пролета и нагрузки.
Весьма целесообразно применение стальных подкрановых балок. При кранах грузоподъемностью 10...30 т и пролетах 6... 12 м железобетонные подкрановые балки дороже стальных в 1,2...2,5 раза, а приведенные затраты выше в 1,3...2,8 раза. Стальные опоры и эстакады, под трубопроводы в 1,3...2,2 раза дешевле железобетонных. Железобетонные резервуары емкостью 5...10 тыс. м3 целесообразно применять для мазута и агрессивной нефти, а стальные — для малоагрессивной нефти и бензина. Напорные водоводы из стальных труб в настоящее время дешевле, чем железобетонные и чугунные. Стоимость сталежелезо-бетонных пролетных строений мостов с пролетами более 33 мм и на 20...30% ниже, чем сборных железобетонных.
Применение сборных железобетонных опор линий электропередач напряжением 35...330 кВ вместо стальных позволяет в 1,5...2 раза снизить расход стали и на 15...20% приведенные затраты.
В различных конструкциях в зависимости от местных условий, фактора цен и т. д. эффективность взаимозаменяемых материалов проявляется по-разному. Расчеты показывают, что в тех случаях, когда строительство ведется в труднодоступных районах, стальные конструкции оказываются, как правило, эффективнее железобетонных. При наличии сред агрессивных и повышенной влажности во многих случаях более целесообразно использовать железобетон. Экономичность металлических конструкций определяется их конструктивной формой, индустриальностью, степенью совершенствования монтажа зданий и сооружений.
Отечественная и зарубежная практика строительства свидетельствует об экономической целесообразности более широкого использования легких алюминиевых сплавов в различных строительных конструкциях. Интересно, что около 'Д всего вырабатываемого в мире алюминия сегодня используется для нужд строительства. За последние годы объем применения алюминия и его сплавов в строительстве значительно возрос. Алюминиевые сплавы желательно использовать в ряде несущих и ограждающих конструкций, для заполнения оконных проемов и устройства витражей, при сооружении мостов, емкостей для хранения различных материалов и продуктов, для отражательной теплоизоляции. Эффективность применения алюминиевых сплавов в строительстве также зависит от района его использования.
7.6 Номенклатура и технико-экономическая оценка железобетонных изделий
В настоящем пункте доклада приведены некоторые наиболее распространенные виды железобетонных изделий различного назначения и дана технико-экономическая оценка эффективности их применения в строительстве.
Изделия для жилых и гражданских зданий. Изделия для фундаментов и подземных частей зданий выполняют в виде массивных элементов с плоской нижней поверхностью — подошвой ( 10.1, а), устанавливаемых на уплотненный грунт или бетонную подготовку. В верхней части элемента устанавливают гнездо-стакан для установки нижнего конца колонны. Глубина стакана составляет 1...1.5 высоты сечения колонны. При больших нагрузках на основания применяют сборные фундаменты. Они состоят из плит и блоков, укладываемых при монтаже в 2... 3 яруса.
Фундаменты под колонны выполняют из бетона класса В15, 20 и 25; их армируют сетками и каркасами из стали класса А-Ш. Такие фундаменты изготовляют в основном по стендовой технологии. Ленточные фундаменты под стены производят из отдельных блоков трапециевидного или прямоугольного сечения ( 10.1, б), массой 0,5...4т, из тяжелого бетона классов В10...20. Армируют блоки сетками из стали класса А-Ш. Изготовляют фундаменты в основном по стендовой технологии.
Стены подвалов производят из сплошных блоков или из блоков с пустотами из тяжелого бетона классов В7,9...Ю массой до 2т ( 10.1, в).
Панели наружных стен изготовляют сплошными или с оконными или дверными проемами ( 10.2, а, б), однослойными из легкого бетона на пористом заполнителе класса В7,5, а также из ячеистого бетона классов В2,5; 5. Панели наружных стен жилых зданий на комнату производят размером 3,6X2,9X0,4 м, массой до 4 т, а панели на две комнаты с двумя оконными проемами имеют длину 6...6,6 м, массу до 8 т. Стеновые панели армируют сварными сетками, а при наличии проемов по их периметру устанавливаются каркасы. Для облегчения наружных стен и повышения их термоизоляции применяют трехслойные панели с наружным и внутренним слоями из ячеистого бетона, минерального войлока и других материалов.
Панели внутренних стен выполняют однослойными ( 10.2, б) сплошными и с дверными проемами длиной до 6 м, высотой до 2,9 м и толщи. ной до 200 мм из тяжело" го или конструкционного легкого бетона классов В 12,5; 15 по конвейерНо. му, агрегатно-поточному и кассетному способам производства.
Колонны многоэтажных зданий производят сечением ЗООХ 300 и 400Х Х400 мм и длиной на 1...4 этажа. Наиболее распространены колонны длиной 8,4 м, массой до 3,5 т на два этажа ( 10.3). По концам колонны имеют выпуски арматуры, а также выступающие консоли для опирания ригелей. Колонны делают из тяжелого бетона классов В15...40 и из конструкционного легкого бетона классов В15...30. Армируют колонны пространственными каркасами из стали класса A-III, а изготовляют их по агрегатно-поточному и стендовому способам.
Плиты перекрытия изготовляют сплошными, с пустотами и ребристыми ( 10.4). Пустотелые плиты ( 10.4, б) изготовляют длиной 6,9 и 12 м, шириной 2,4 и 1,5 и толщиной 220...300 мм. Ребристые П-образного сечения плиты ( 10.4, в) выполняют размером 8,8Х 1,5X0,4 м, массой до 4 т. Для больших пролетов предназначены ребристые плиты типа 2Т ( 10.4, г), их размер 15X3X0,6 м, масса до 11 т.
Лестничные марши выполняют в виде плит со ступенчатой поверхностью в средней части, а концевые участки образуют лестничные площадки ( 10.5). Размер марша 3,9Х1,5м, масса до 2,5 т, для их изготовления применяют тяжелый бетон классов В15...25. Лестничные марши можно изготовлять по конвейерному, агрегатно-поточному и стендовому способам.
Объемные элементы. Стремление максимально снизить трудовые затраты и ускорить строительство вызвало появление новых конструктивных решений зданий — объемных элементов ( 10.6). В настоящее время уже имеется опыт строительства жилых зданий из целых квартирных блоков, которые изготовляют на заводе со всеми санитарно-техническими и электротехническими устройствами, оснащают встроенной мебелью и кухонным оборудованием. Такие объемные блоки или собирают на заводе из отдельных плоских элементов, или изготовляют в специальных объемных кассетах. Монолитные блоки отличаются большей жесткостью и меньшей трудоемкостью изготовления. В зависимости от планировки блоки квартиры выпускают трех типов: две жилые комнаты; жилая комната, кухня и санитарный узел; лестничная клетка. Такая номенклатура блоков позволяет при различных их сочетаниях получать квартиры в одну, две и три комнаты. Монтаж домов из объемных элементов является новой, более высокой ступенью индустриального строительства. Изделия санитарно-технические. В сборном домостроении санитарно-технические устройства: сети водопровода, канализации, отопления, мусоропровода, вентиляционные каналы — Вы полняют из сборных элементов заводского изготовления. gc разводки сетей: металлические трубы водопровода, отопления и канализации — в процессе изготовления замоноличивают в тело панелей или специальных блоков. В готовом виде такие конструкции доставляют на строительную площадку, где путем соединения стыков их монтируют в общую систему.