Совершенствование технологии и организации строительства
advertisement
На правах рукописи Султанова Екатерина Александровна Совершенствование технологии и организации строительства зданий с наружными многослойными теплоэффективными стенами Специальность 05.23.08 – «Технология и организация строительства» АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Уфа - 2006 2 Работа выполнена в Уфимском государственном нефтяном техническом университете. Научный руководитель доктор технических наук, профессор Гончаров Борис Васильевич Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Ягудин Анатолий Михайлович; кандидат технических наук Мухаметзянов Зинур Ришатович. Ведущая организация: ГУП институт «БашНИИстрой», г. Уфа. Защита состоится 22 декабря 2006 года в 14-00 на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.289.02 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу: 450062, Республика Башкортостан, г.Уфа, ул. Космонавтов, 1. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственого нефтяного технического университета. Автореферат разослан _________________2006 года Ученый секретарь совета Денисов О.Л. 3 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. Введение Госстроем РФ новых нормативов по теплозащите ограждающих конструкций жилищно-гражданских зданий и объектов другого назначения обусловило переход от возведения наружных монослойных стен на основе штучных стеновых материалов к наружным теплоэффективным многослойным конструкциям, формируемым из несущего, теплоизолирующего и облицовочного слоев. В зависимости от этажности возводимого здания и климатического пояса толщина такой многослойной конструкции варьируется от 450 до 650 мм, что соответствует толщине и удельному расходу материала в традиционных монослойных стенах, уступающих, однако, новым стенам по теплозащите в 3-4 раза. Проблема, возникшая с введением новых норм по теплозащите зданий, связана с тем, что применительно к стенам на основе штучных стеновых материалов действующие правила производства каменных работ не учитывают специфики возведения многослойных ограждающих конструкций, обусловливая тем самым необходимость разработки технологического регламента на строительство с применением новых, конструктивно более сложных стен. Совершенствование технологии возведения многослойных стен принципиально можно рассматривать как многовариантную задачу компоновки такой конструкции по следующим схемам: «несущий слой – теплоизоляция облицовка»; «облицовка - несущий слой - теплоизоляция». Каждая из приведенных схем имеет право на существование и, очевидно, имеет, с учетом этажности возводимого здания, свои позитивные и негативные стороны. Исследования в этой области должны определить наиболее рациональную из них как с точки зрения технологичности, так и экономки процесса. Цель работы: Разработка новой технологии возведения теплоэффективных наружных стен многоэтажных зданий на основе штучных стеновых материалов (вибропрессованные бетонные блоки, выпускаемые на оборудовании фирмы «Бессер», традиционный кирпич) без использования лесов и оценка ее 4 эффективности относительно традиционных технологий возведения многослойных стен. Исходя из намеченной цели, были сформулированы следующие задачи: 1. Разработка принципиально новой технологии и организации возведения многослойных теплоэффективных стен жилищно-гражданских зданий на основе штучных стеновых материалов (традиционный кирпич и вибропрессованные бетонные блоки, выпускаемые на оборудовании фирмы «Бессер») без использования трубчатых лесов осуществляемой по наиболее рациональной схеме формирования трехслойной стены с использованием инвентарных средств подмащивания. 2. Экспериментальная разработка временных параметров рабочих процессов и операций возведения трехслойной стены по предлагаемой технологии, дополняющих действующие ЕНиР на каменные работы. 3. Совершенствование существующей системы контроля качества, регламентирующей допуски и отклонения при кладке многослойных стен, как основы последующего ее применения в качестве «входного-выходного» контроля смежных технологических операций комплексного процесса кладки теплоэффективных стен. 4. Разработка методики и программного обеспечения расчета расписания работ, обеспечивающих долговременный поток производственного цикла на типовом этаже возводимых зданий, а также оптимального календарного планирования специализированного потока каменных работ, формирующего текущий план застройщика при строительстве множества объектов по критерию минимизации общей продолжительности проекта. 5. Разработка технологического регламента производства каменных работ в виде комплекта технологических карт на все виды работ, процессов и операций, свойственных рекомендуемой технологии возведения многослойных стен на основе штучных стеновых материалов и бессеровских блоков. 5 6. Разработка нормативного документа в виде региональных «Рекомендаций», регламентирующих требования и правила производства работ для многослойных стен, расширяющих и дополняющих действующие СНиПы. Объект исследований - технология возведения зданий с теплоэффективными многослойными наружными стенами без использования лесов на основе штучных стеновых материалов и бессеровских блоков. Научная новизна работы заключается: в принципиально новой технологической схеме формирования трехслойной теплоэффективной стены жилищно-гражданских зданий; методике определения нормативов труда и стоимости на базе среднестатистических данных трудоемкости и продолжительности работ и операций комплексного процесса возведения многослойных стен из штучных материалов, особенно, для бессеровских блоков, практически отсутствующих в действующих СНиПах; разработке системы контроля качества, регламентирующей «допуски» и «отклонения» при пооперационном контроле рабочих процессов формирования многослойной стены с технологическими рекомендациями по исправлению допущенных дефектов; методике обоснования рациональных организационно-технологических параметров специализированного потока, обеспечивающих непрерывность и долговременность процессов возведения трехслойных стен на типовом этаже здания; методике формирования оптимального текущего плана подрядной организации в виде календарного графика строительства объектов и расписания движения ресурсов при заданных ограничениях по продолжительности реализации проекта с программным обеспечением указанных расчетов на ЭВМ. Практическая значимость работы. Результаты исследований использованы для создания банка типовых технологических карт основных производственных процессов возведения многослойных стен без использования лесов послуживших основой разработанных «Рекомендаций по технологии 6 возведения наружных теплоэффективных трехслойных стен зданий на основе вибропрессованных бетонных изделий, керамического и силикатного кирпича», утвержденных и введенных в действие Госкомитетом Республики Башкортостан по строительству, архитектуре и транспорту, приказ № 48 от 14 мая 2004г. Внедрение результатов основополагающим исследований. документом «Рекомендации» разрабатываемых явились регламентов в технологических картах в проектах производства работ и использованы при строительстве более 40 жилых домов и гражданских зданий г. Уфы, а также в других городах Республики Башкортостан в 2001-2006 гг. На защиту выносятся: 1. Методика проведения и результаты экспериментальных исследований оптимальной схемы формирования («наращивания») многослойной наружной стены из вибропрессованных бетонных блоков и других штучных стеновых материалов без использования лесов. 2. Метод и результаты исследований по определению нормативов труда работ и операций возведения многослойных теплоэффективных наружных стен, отсутствующих в действующих ЕНиР. 3. Методика организации системы пооперационного контроля качества возведения многослойной стены с регламентацией допусков и отклонении на основе производственных операций и процессов. 4. Методика согласования параметров частных основных организационно-технологических потоков возведения многослойных стен типового этажа здания. 5. Методика формирования текущего плана оптимального расписания строительства объектов и движения ресурсов при возведении здания с многослойными стенами. Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-техническом семинаре при VII Международной специализированной выставке «Строительство. Энергосбережение. Коммунальное хозяйство-2003» (г. Уфа, 2003 г.); научнотехнических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых (УГНТУ, г. 7 Уфа, 2003 – 2005 гг.); Международной научно-технической конференции «Проблемы строительного комплекса Республики Башкортостан» (г. Уфа, 2004, 2005 гг.). Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и приложения; изложена на 101 странице машинописного текста, включая 20 иллюстраций, 5 таблиц, список литературы из 82 наименований. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обосновывается актуальность темы, формулируются цели и задачи исследований, отмечаются полученные научные результаты, их новизна и практическая ценность. Первая глава посвящена анализу существующих стеновых материалов и технологий возведения многослойных стен. Бетонные блоки изготавливаются сплошными и пустотелыми. Пустотелые камни могут иметь сквозные пустоты и пустоты, перекрытые сверху диафрагмой. Толщина наружных стенок пустотелых камней должна быть не менее 20 мм. Толщина горизонтальной диафрагмы в наиболее тонкой части должна быть не менее 10 мм. Основные типы бетонных камней имеют размеры 390190188 мм (целый камень) и 39090188 мм (продольная половинка); кроме того, для перевязки кладки и образования «четвертей» у проёмов стены предусматриваются дополнительные типоразмеры камней. Лидирующие компании по изготовлению бетонных блоков различных типов: ORCO Block Co., Inc. (США), Saret Internationale (Франция), «Besser » (США). Строительным задействованы вибропрессованных линии комплексом фирмы бетонных Башкортостана «Besser » изделий (США) общей приобретены по и производству мощностью около 300 млн шт. усл. кирпича в год. Такие линии эксплуатируются в г.г. Уфе и Салавате следующими предприятиями: СП «Интерстройсервис» АО КПД, СП «Берлек» АО БНЗС и ОАО «Бессер-блок» Дорстройтреста КбшЖД. Применяемая в настоящее время технология возведения многослойных стен, характерная для зарубежной практики строительства, выполняется, как правило, в два последовательных этапа – возведение несущего слоя на всю высоту здания с установкой гибких связей и параллельным возведением внутренних несущих 8 стен, перегородок, монтажом плит перекрытия; на втором этапе с инвентарных лесов, устанавливаемых на всю высоту здания, производится устройство двух других слоев стены, что объективно увеличивает продолжительность цикла каменных работ и существенно ограничивает этажность возводимых зданий. Все это предопределило выбор и обоснование иной схемы формирования ограждающей конструкции, осуществляемой по принципу последовательного наращивания всех слоев стены с одного и того же фронта работ от «периферии» (методом «на себя»), начиная с облицовочного слоя и заканчивая внутренним слоем кладки, без использования лесов, т.е. работа ведется с перекрытий последовательной кладкой из пустотелых бессеровских блоков, утеплением стены, устройством вертикальных армированных, а затем и горизонтальных, монолитных обвязочных поясов под опирание плит перекрытия. Конструктивные схемы трехслойных стен из штучных стеновых материалов (керамического или силикатного кирпича, бессеровских блоков) приведены на рис. 1, на котором представлено три основных возможных варианта компоновок трехслойных наружных стен: а) из бессеровских блоков - толщиной внутренней версты несущего слоя 190 мм, с омоноличиванием пустот, с вертикальным армированием или без него, используется для малоэтажных и среднеэтажных (до 7-8 этажей) зданий и сооружений; б) толщиной внутреннего слоя – 390 мм, с омоноличиванием пустот и вертикальным армированием, применяется при высотном строительстве до 20 этажей и рассматриваемой в работе технологии; в) из керамического или силикатного кирпича. В конце главы формулируется необходимость разработки и совершенствования технологии возведения многослойных стен из штучных строительных материалов и вибропрессованных бетонных блоков. 9 2 5 6 4 2 6 4 10 à 10 5 90 80-150 190 глава 190 190 10 2 1 содержит 90 80-150 3 390 4 65 65 65 65 65 65 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 65 65 65 65 65 65 â 1 3 5 10 190 10 10 190 10 190 10 10 190 10 1 Вторая á 120 8 0-150 380-510 экспериментальные 3 исследования основных Рис.1. Конструктивные схемы трехслойных стен на основе штучных стеновых материалов (керамического или силикатного кирпича, бессеровских блоков) с элементами внутреннего каркаса: 1-облицовочный слой; 2-теплоизоляционный слой; 3-внутренний несущий (самонесущий) слой; 4-воздушная прослойка; 5горизонтальные гибкие связи, устанавливаются через 450-600 мм по высоте; 6вертикальный каркас технологических процессов кладки многослойных теплоэффективных стен объектов по предлагаемой технологии на реально строящихся зданиях и основные результаты. их 10 Óñòàí î âêà óòåï ëèòåëÿ 3 ÿðóñà Êëàäêà 3 ÿðóñà ñòåí û (âí óòðåí í ÿÿ âåðñòà) A A-A 14 +1,300 12 50 C12 5 13 10 9 4 3 8 2 7 600-700 +1,300 3 3 1 50 C 12 Áðóñ äåðåâÿí í ûé 200 õ 150(h), L=1ì 900 900 +1,800 1 1800 1800 6 11 2 Í å÷åòí û é ÿðóñ ñòåí û ýòàæà +1,800 14 Ï ðî êëàäêà äëÿ î áðàçî âàí èÿ âî çäóø í î ãî çàçî ðà 2 1 10 600-700 A-A A 1 - 3 ï î ñëåäî âàòåëüí î ñòü î ï åðàöèé êàì åí ù èêà 1, 2, ..., 14 - ïî ñëåäî âàòåëüí î ñòüêëàäêè âí óòðåí íåé âåðñòû 90 î òì åòêà ï åðåêðûòèÿ 190 Áðóñäåðåâÿí í ûé 80-150 200 õ150(h), L=1ì 90 A 80- 190 -150 150 150 î òì åòêà ï åðåêðûòèÿ A Âåðòèêàëüí î å àðì èðî âàí èå âí óòðåí í åé âåðñòû I-ãî öèêëà àðì èðî âàí èÿ (ï ðè ï î ì î ù è ðàñòâî ðî í àñî ñà) Óñòðî éñòâî î ï î ðí î ãî ñòî ëèêà Óêëàäêà ì ÿ ãêî é ì èí åðàëî âàòí î é ï ðî êëàäêè 1 (80-150) x L õ 25 IX VIII VII II +1,800 +1,300 2200 C 12 Áðóñ äåðåâÿí í û é 200õ150(h), L=1ì IV Ï î ëí î òåëû å áëî êè III I +1,300 VI 50 I - IX - ï î ñëåäî âàòåëüí î ñòü î ï åðàöèé C 12 Ï î äðåçêà óòåï ëèòåëÿ ï î ä óñòàí î âêó êðî í ø òåéí à î òì åòêà ï åðåêðû òèÿ 150 8 80- 190 -150 î òì åòêà ï åðåêðû òèÿ 150 90 100 900 900 2000 50 4-é ÿðóñ ñòåí û ýòàæà V +1,800 90 80- 190 -150 Рис.2. Примеры основных технологических процессов предлагаемой технологии: 1-кладка несущего слоя; 2-устройство теплоизоляции плитным утеплителем; 3устройство «опорного столика»; 4-бетонирование вертикального каркаса Предлагаемая в работе технология представлена следующими технологическими процессами: кладка облицовочного слоя, основными выполняется поярусно высотой 600 мм; кладка несущего слоя – второй рабочий процесс формирования теплоизоляции стены, с также поярусно применением высотой плитного 600 утеплителя мм; – устройство третий по последовательности процесс, выполняемый в зазор между облицовочным и несущим слоями, с одновременным образованием воздушной прослойки; продольно-поперечное обеспечения армирование совместной работы гибкими связевыми облицовочного и каркасами несущего слоев для в горизонтальной плоскости; бетонирование вертикального армированного пояса, предусматривается в два этапа при возведении этажа – на отметке 1,8 и 2,4 м; 11 устройство «опорного столика», осуществляемое в последнем ярусе кладки стены за счет защемления опорного уголка в шов кладки; устройство горизонтального монолитного пояса в лотковых бетонных блоках или в съемной опалубке. Приведенная последовательность предлагаемой технологии содержит нетрадиционные для монослойных стен процессы, не имеющие ни качественных, ни количественных характеристик; они представлены на рис. 2 на примере стен из вибропрессованных бетонных блоков. Представленные рабочие процессы используются в дальнейших исследованиях при проведении хронометражных наблюдений непосредственно на объекте и при сравнении их с существующими нормативами. Проведение хронометражных наблюдений непосредственно на строительной площадке и их последующая обработка потребовали разработки методики обработки данных методами математической статистики и теории вероятности. Для каждой из технологических операций намечалось проводить не менее десяти (10) хронометражных наблюдений. Для этого был выбран метод предварительной обработки экспериментальных данных, с использованием алгоритма расчета для объема выборки менее 25 элементов (n25). При этом прежде всего рассчитываются так называемые характеристики эмпирических распределений, т.к. именно они в дальнейшем будут необходимы для обработки выборки. К этим характеристикам относятся: x - эмпирическое среднее, S среднеквадратическое отклонение, S2- дисперсия, моменты m- от первого до четвертого порядка и коэффициент вариации . Таким образом, суть предварительной обработки в основном состоит в первоначальном отсеивании грубых погрешностей наблюдений, что неизбежно при переписывании цифрового материала или при вводе информации в ЭВМ. При принятом объеме выборки удобнее всего воспользоваться методом вычисления максимального относительного отклонения: x x / S i 1 p , (1) где xi- крайний (наибольший или наименьший) элемент выборок; 12 1-p -табличное значение статистики , вычисленной при доверительной вероятности q=1-p ; x - эмпирическое среднее; S - среднеквадратическое отклонение. Таким образом, для выделения аномального значения вычисляют: xi x / S , (2) которое затем сравнивают с табличным значением 1-p : 1-p , (3) Предполагалось, что отклонения результатов измерений подчиняются закону нормального распределения, далее проводилась проверка соответствия распределения результатов измерения закону нормального распределения: y ae b Были разработаны 2 2 x , алгоритм (4) предварительной обработки экспериментальных данных и блок-схема (см. рис.3), позволяющая произвести: 1) вычисление выборочных характеристик x , S2, S, S , m 1, m2, m3, m4, и % по соответствующим формулам; 2) отсев грубых погрешностей по формулам, описанным выше; 3) проверку нормальности распределения и расчет доверительных значений искомых характеристик. В качестве объектов рассматривались жилые дома со следующей конструктивной схемой надземного цикла: здание бескаркасное с несущими продольными стенами, ограждающие конструкции из пустотелых вибропрессованных бетонных блоков «Бессер», теплоизоляция – плитным утеплителем пенополистирола, облицовочный слой – бетонные блоки «Бессер», опорные конструкции «облицовки» - закладные металлические кронштейны; перекрытия – сборные, железобетонные плоские настилы. 13 Вероятность нормального распределения Ввод xi t 1 Выч-е выборочных хар- 1,2 1 Отсев грубой ошибки 1 0,8 4 0,6 Формирование нового вектора-столбца исходных данных <табл 3 5 0,4 6 7 2 0,2 0 9 %< 33 Вычисление x , S Усл. сход. Преобразование, вычисление и печать n 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 Рис.4.Графики вероятности нормального распределения продолжительности основных рабочих процессов кладки многослойной наружной теплоэффективной стены, подвергавшихся наблюдению и хронометрированию: 1-устройство облицовочного слоя; 2-кладка несущего слоя; 3-устройство опорного столика; 4монолитный горизонтальный пояс; 5вертикальные обвязочные пояса; 6армирование яруса;7-устройство теплоизоляционного слоя. 6 Вывод льтатов 2 Конец Рис.3. Принципиальная блок-схема предварительной обработки экспериментальных данных Были проведены хронометражные наблюдения рабочих процессов и проведена обработка результатов измерений. В результате обработки выборки при помощи алгоритма было получено расчетное значение продолжительности каждого из рабочих процессов и графическое отображение в виде кумулятивных линий, представленных на рис.4. Один из основных технологических процессов – кладка облицовочного слоя с продолжительностью рабочих операций, его составляющих представлен в табл.1. Анализ полученных значений по трудоемкости кладочных процессов рекомендуемой в данной работе технологии и альтернативной, используемой в зарубежной практике, представлен в виде показатели по каждой из них (см. рис. 5). диаграмм, отражающих затратные 14 Таблица 1 Элемент журнала хронометражных наблюдений на примере одного рабочего процесса устройство облицовочного слоя Продолжительность хронометражных наблюдений, мин min max Наименование технологических операций Рабочие операции Кладка облицовочного слоя Очистка основания Раскладка блоков Расстилание постели Устройство причалки Кладка, КК 9=1% Количество наблюдений Среднее значение, мин расч. дейст. 1 3 10 1.95 2 2.5 5.2 10 3.88 4 6 10 10 7.90 8 3.5 7 10 5.19 5 7 10.5 10 9.01 9 1. Кладка «облицовки» 1=4% 8=7% 2. Кладка несущего слоя 2=14% 7=22% 3=5% а) стены 3. Теплоизоляция плитным утеплителем пенополистирола 4. Армирование яруса кладки 4=1% 5. Устройство «опорного столика» под этажную облицовку 6. Устройство вертикальных армированных поясов 5=26% 6=20% 7. Устройство горизонтального армированного пояса 8. Монтаж плит перекрытия этажа 9. Монтаж (демонтаж) межэтажных подмостей 11=3% 10=4% 1=1% 2=9% 3=1% 4=4% 9=16% 5=13% 8=22% 6=13% б) 1. Монтаж(демонтаж) инвентарных подмостей и их перемащ ивание 2. Кладка несущего слоя стены по ярусам 0,6 м 3. Продольно-поперечное армирование ярусов по 0,6 м 4. Устройство опорного кронштейна под опорный столик «облицовки» 5. Устройство вертикального армированного монолитного пояса по блокам «Бессер» 6. Устройство горизонтального разгрузочного пояса 7. Монтаж плит покрытия типового этажа 7=14% 8 Монтаж(демонтаж) инвентарных лесов Промстройпроект 9. Устройство опорного столика под «облицовку» 10. Теплоизоляция стен ярусами по 0,6 м 11. Кладка слоя «облицовки» ярусами по 0,6 м Рис. 5. Диаграммы распределения трудоемкости технологических операций по возведению типового этажа многослойной стены: а) предлагаемая «одновременная» технология; б) «разновременная» технология, с применением лесов. 15 Это позволяет (рекомендуемая) сделать позволяет следующие сократить выводы: первая трудоемкость и из технологий соответственно продолжительность полного технологического цикла возведения каркаса многоэтажного здания на 30 и 8-10%. Помимо этого, стоимость строительства здания по данной технологии позволяет уменьшить сумму оборотных средств засчет отказа от приобретения и эксплуатации тяжелых трубчатых лесов типа «Промстройпроект». Экономия по этой статье затрат составляет более 2 млн руб. Глава завершается разработкой системы допусков, для чего были использованы методы статистики и теории вероятности. Были проведены измерения величин отклонений от базовых размеров стены, при использовании типового звена рабочих. На рис.6 приведена кривая распределения отклонений. Результатом явилась система допусков и отклонений в размерах и положении каменных конструкций от проектных, часть которых приведена в табл.2. Таблица 2 Фрагменты рекомендуемой системы допусков и отклонений при кладке многослойных наружных теплоэффективных стен Величина параметра, предельные отклонения, мм Кладка из блоков Контролируемый параметр Толщина стен 15; -6 Контроль (метод, вид регистрации) Измерительный, журнал работ То же Отметки опорных поверхностей -10 Ширина простенков -15 -”- Ширина проемов 15 -”- Смещение вертикальных осей оконных проемов от вертикали 20 Измерительный, журнал работ, исполнительная геодезическая схема База данных, содержащих количественные и качественные оценки выполняемых работ, приведена в виде фрагмента конструктивной схемы стены на рис.7, система допусков определяет «граничные условия» «входного – выходного» контроля работ. Стандартный набор устранения дефектов, составляющих базу регулирующих мероприятий, разработан автором на основе анализа практики строительства в ОАО КПД и ОАО БНЗС. 16 Рис.4.2. Схемадопустимыхотклоненийприкладкестениз вибропрессованныхбетонныхблоков Рис.6.Графики вероятности нормального распределения допустимых отклонений при кладке многослойной наружной теплоэффективной стены, включающей предельные отклонения: 1-толщина кладки; 2-отклонение кладки от вертикали; 3-то же, от горизонтали; 4-ширина простенков и проемов; 5-смещение осей конструкции Глава третья содержит исследования, Рис.7. Схема допустимых отклонений при кладке внутреннего слоя трехслойных стен из бессеровских блоков связанные с разработкой теоретических предпосылок организации равноритмичных и кратноритмичных специализированных потоков, к которым можно отнести комплекс работ по возведению многослойных стен однородных и одинаковых жилых зданий. К числу наиболее существенных параметров организации строительных потоков относятся: продолжительность всего цикла работ при кладке многослойных стен типовых этажей и здания в целом; требуемое расчленение общего процесса кладки многослойной стены на элементарные процессы (частные потоки), которые должны соответствовать технологическим переделам данного комплексного процесса; требуемое расчленение общего фронта работ типового этажа здания на захватки, обеспечивающие непрерывность движения трудового ресурса на всех частных потоках; требуемое минимальное количество 17 строящихся однородных зданий, включаемых в поток, обеспечивающих непрерывность специализированного технологического процесса. С использованием кратноритмичных основных положений строительных потоков теории равноритмичных и автором предложена методика обоснования изложенных выше организационно- технологических параметров при возведении многослойных стен жилых зданий. Конечная формула расчета требуемого количества объектов в потоке определяется согласно соотношению N об где (m n 1) t t (n 1) тех орг k , (5) m-членение фронта работ объекта на захватки; n-количество специализированных потоков на объекте; tтех, tорг – соответственно продолжительность технологических и организационных перерывов; k-шаг потока. Рассчитанный обеспечивает по предлагаемой методике состав комплекса объектов наиболее эффективную работу его подразделений с гарантированной загрузкой бригад- исполнителей в течение планового периода функционирования потока. Оперативный план - график строительства объектов позволяет определить следующие организационно- технологические параметры: общий срок (продолжительность) потока на всех объектах; требуемое количество бригадисполнителей; требуемое материально-техническое ресурсное обеспечение; календарный график движения бригад по захваткам- объектам; календарный график поставки номенклатуры технических ресурсов и расписание движения основных средств механизации по объектам. Формирование долговременного (не менее года) текущего плана строительства, включающего множество однородных объектов, требует иного метода, позволяющего оптимизировать базовые технико-экономические показатели застройки. Для реализации математической модели оптимизации вариантов текущего расписания строительства зданий автор использует 18 задачу теории расписаний - задачу Джонсона и метод ветвей и границ для перебора вариантов. Предложенная методика рассматривает комплекс возводимых объектов как многовариантную задачу, позволяющую оптимизировать расстановку объектов в расписании их реализации таким образом, чтобы обеспечивались требуемый технологический принцип последовательности работ и потоков и минимально возможная продолжительность их возведения. При этом каждый из объектов – структурно представляет специализированный поток по этапам строительства, в строго технологически закрепленной последовательности возведения здания. Целевая формировании функция – текущего минимизация плана продолжительности строительства объектов, проекта при представленных одинаковыми и неодинаковыми объектами выглядит следующим образом: Tобщmin tij tтех , i где j i (6) j tij – продолжительность работы в потоке или на объекте; tтех – величина технологического перерыва между потоками. Рассмотренные варианты расчетов предполагают четкое соблюдение принципа их классификации на 4 группы. Первая из них - в множестве объектов первый из специализированных потоков характеризуется максимальной продолжительностью, вторая – завершающий поток функциональной модели имеет наибольшую продолжительность, третья – максимальная продолжительность принадлежит одному из средних специализированных потоков и, наконец, четвертая группа – рассматривает случай, когда наибольшую продолжительность имеет один из объектов. При разноречивой характеристике критерия продолжительности потоков в объектах следует выполнять расчеты по нескольким вариантам и на основе анализа полученных результатов (Тiкр.min) принять наиболее приемлемый, то есть min Tiкр.min. Таким образом, применяя задачу Джонсона для описания метода выбора оптимальной конфигурации и длины критического пути проекта застройки с определением оптимального расписания строительства объектов, автор предлагает его реализацию в виде разработанного им программного 19 продукта. Методика учитывает специфику работ, присущих именно технологии формирования многослойных наружных стен. Программный продукт, сопровождающий расчетный аппарат методики, предлагает автоматизированную выдачу на печать следующих результатов: определение наиболее рационального срока возведения объекта; расчет продолжительности специализированного потока на типовом этаже и здания в целом; состав «пускового комплекса» объектов, обеспечивающих функционирование равноритмичных строительных потоков; оптимальная расстановка объектов в проекте застройки и поточное обеспечение производства работ на них необходимыми трудовыми и материально - техническими ресурсами. В четвертой главе содержится опыт внедрения рекомендуемой технологии возведения многослойных наружных теплоэффективных стен при экспериментальном строительстве жилых объектов в ОАО КПД, ОАО БНЗС в г. Уфе. Так, в период 2001-2006 гг. указанными строительными подразделениями были возведены жилищно-гражданские здания с использованием вибропрессованных бетонных бессеровских блоков, на примере одного из которых автор рассматривает преимущества предлагаемой «одновременной» технологии (см. рис.8): 3-секционный 16-этажный жилой дом по ул. Крупской г. Уфы с общей площадью квартир 35000 м2 и площадью офисных и торговых помещений 15000 м2; Рис.8. Экспериментальный объект 16-этажный жилой дом по ул. Крупской в г. Уфе с теплоэффективными трехслойными наружными стенами из бессеровских блоков (стадия завершения монтажа без использования лесов, вариант стены – б, рис. 1) здание бескаркасное, с несущими продольными стенами, запроектированными из высокопустотных бессеровских блоков с внутренним каркасом и утепляющим слоем из пенополистерола толщиной 150 мм. Фундаменты ленточные, стены– многослойные 20 (трехслойные), несущий слой – пустотелые вибропрессованные бетонные бессеровские блоки, теплоизоляция – плитным утеплителем пенополистирола, облицовочный слой выполнен из облицовочных бессеровских блоков, толщиной 90 мм и пустотностью в 30%, перекрытия – сборные, железобетонные плоские настилы. Опыт экспериментального строительства показал, что применение этой технологии позволяет: отказаться от использования лесов при высотном строительстве; уменьшить продолжительность и, соответственно, общую трудоемкость всего строительного процесса; повысить безопасность кладочных работ, т. к. все рабочие операции ведутся с межэтажных перекрытий, изнутри, методом «на себя» в наиболее благоприятной рабочей зоне исполнителя. Предложенная в работе «одновременная» технология используется, преимущественно для возведения объектов средней и повышенной этажности, т.е. от 10 этажей и выше. Ее применяли при возведении следующих объектов г.Уфы: 10-11-этажные жилые дома № 4, 5 по улице Адмирала Макарова; 12этажный 4-секционный жилой дом по ул. Дорофеева с 2-этажным отдельно стоящим блоком; жилые дома по ул. Дагестанской, № 7 в квартале 420 и др. Общая площадь возведенных жилых зданий с использованием блоков «Бессер» составляет около 140 тыс.м2. Экономическая эффективность предложенной технологии только по экспериментальным объектам составила 2 102 380 руб. Таким образом, практическое внедрение предложенной технологии показало, что она обладает несомненными преимуществами по сравнению с традиционными методами кладки и пригодна для широкого применения в практике жилищного строительства. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 1. Усовершенствована технология возведения многослойных теплоэффективных стен жилых зданий в различном конструктивном исполнении штучных материалов, при использовании которой отпадает необходимость применения лесов при высотном строительстве, уменьшается продолжительность и, соответственно, общая трудоемкость всего строительного процесса, одновременным повышением безопасности кладочных работ. с 21 2. Разработана и многослойных предложена система контроля наружных теплоэффективных качества стен, при кладке включающая организационную структуру и систему нормативных допусков и отклонений при пооперационном контроле качества, дополняющие существующие требования действующих СНиПов. 3. Разработан комплект типовых технологических карт на весь комплекс «технологических переделов» (операций) при возведении многослойных наружных теплоэффективных стен, дополняющий современную нормативнотехнологическую документацию: технологические нормы и правила, существующие СНиПы по этим производственным процессам. 4. Осуществлено экспериментальное строительство зданий с теплоэффективными наружными многослойными стенами по разработанной технологии и получены результаты, подтверждающие экономическую целесообразность и практическую приемлемость ее для строительных подразделений. 5. Разработана новая методика расчета календарного плана, оптимизирующая расписание возведения коробки зданий, как неритмичных объектных потоков застройки зданий с теплоэффективными стенами различных конструктивных схем и планировок. 6. Технико – экономическая подтверждена эффективность хронометражными предложенной наблюдениями, технологии результаты которых показывают, что при устройстве многослойных стен здания с использованием новой технологии трудоемкость уменьшается на 30%, а продолжительность – на 8-10%. Экономический эффект только за счет отказа от использования тяжелых трубчатых лесов типа «Промстройпроект» по зданиям, построенным в период с 2001-2006 гг. с вибропрессованными бессеровскими блоками, составляет 2 102 380 руб. 7. Предложенная технология внедрена в проектирование и строительство зданий в городах Республики Башкортостан. С применением этой технологии построено только в Уфе более 40 многоэтажных зданий. По результатам работы используемая технология подтверждена и утверждена Госстроем РБ в 22 виде «Рекомендации по технологии возведения наружных теплоэффективных трехслойных стен зданий на основе вибропрессованных бетонных изделий, керамического и силикатного кирпича» (приказ № 48 от 14.05.2004.) Основное содержание диссертации опубликовано в следующих научных трудах, из них №1 – в журнале, включенном в перечень ведущих рецензируемых журналов и изданий в соответствии с требованиями ВАК Министерства образования и науки РФ: 1. Султанова Е. А. и др. Оптимизация строительных потоков возведения многоэтажных зданий с наружными теплоэффективными многослойными стенами /. И. В. Федорцев, Б. В. Гончаров, В. В. Бабков // Нефтегазовое дело.- 2006.- http://www.ogbus.ru/Sultanova.pdf. 2. Вопросы технологии возведения зданий с наружными теплоэффективными трехслойными стенами на основе мелкоштучных стеновых материалов / И. В. Федорцев, В. В. Бабков, А. М. Гайсин, Е. А. Султанова // Современные инвестиционные процессы и технологии строительства: труды секции «Строительство» РИА. – М., 2002.- С. 146-153. 3. Методика оптимального планирования неритмичных потоков застройки и реконструкции жилого массива / И. В. Федорцев, В. А. Буренин, Е. А. Султанова // Проблемы строительного комплекса России: материалы VII Междунар. науч. – техн. конф. – Уфа: УГНТУ, 2003.- С. 34-35. 4. Федорцев И.В., Гончаров Б.В., Султанова Е.А. Методика оптимального планирования строительных потоков // Проблемы строительного комплекса России: материалы VIII междунар. науч. - техн. конф. - Уфа: УГНТУ, 2004.- С. 134-138. 5. Рекомендации по технологии возведения наружных теплоэффективных трехслойных стен зданий на основе вибропрессованных бетонных изделий, керамического и силикатного кирпича. – Уфа: БашНИИстрой, 2004. 104с. 6. Нормативная документация по технологии возведения наружных теплоэффективных стен жилых и гражданских зданий в РБ / И.В.Федорцев, В.В. Бабков, А. М. Гайсин, Г. С. Колесник, Е. А.Султанова // Проблемы 23 строительного комплекса России: материалы VI междунар. науч.-техн. конф., секция строительства. - Уфа: УГНТУ, 2002.- С. 30-31. 7. Способы возведения многослойных гражданских зданий / теплоэффективных стен жилых и И.В.Федорцев, В. В.Бабков, А. М.Гайсин, Е.А.Султанова // Проблемы строительного комплекса России: материалы VI междунар. науч.-техн. конф.,секция строительства. - Уфа: УГНТУ, 2002.- С. 31-33. 8. Гончаров Б. В., Султанова Е. А. Оптимизация специализированного потока возведения многослойных стен // Проблемы строительного комплекса России: материалы IX междунар. науч.-техн. конф., секция строительства. Уфа: УГНТУ, 2005.- С. 20-23. 9. Гончаров Б. В., Султанова Е. А. Система контроля качества при возведении многослойных теплоэффективных стен // Проблемы строительного комплекса России: материалы IX междунар. науч.-техн. конф., секция строительства. - Уфа: УГНТУ, 2005.- С. 23-25. 10. Султанова Е. А. и др. Оптимизация специализированного потока возведения многослойной стены / Б.В. Гончаров, И.В. Федорцев, В.В.Бабков // Строительный вестник РИА.- Самара, 2005.- С. 64-66. 11. Султанова Е. А. и др. Система контроля качества при возведении многослойных стен жилых зданий / Б.В.Гончаров, И.В.Федорцев, В.В.Бабков // Строительный вестник РИА.- Самара, 2005.- С. 66-68.
