Глава 4. Модульная координация размеров, унификация, типизация и стандартизация в архитектурно — конструктивном проектировании зданий

4.1. Модульная координация и унификация

Массовое строительство осуществляется преимущественно индустриальными методами, основанными на максимальной механизации производственных процессов, которые способствуют уменьшению стоимости и сроков строительства. Индустриали­зация осуществима двумя путями. Первый — перенос максимального объема производ­ственных операций в заводские условия: изготовление укрупненных сборных элемен­тов с высоким уровнем заводской готовности на механизированных или автоматизиро­ванных технологических линиях, а затем нетрудоемкий механизированный монтаж этих элементов на строительной площадке. Второй путь — сохранение всех или боль­шинства производственных операций на постройке со снижением их трудоемкости за счет применения механизированного производственного оборудования и инструмента (объемно-переставная или щитовая инвентарная опалубка, бетононасосы, бетоноуклад­чики и т. п.). Первый путь послужил основной индустрилизации строительства в Рос­сии, обеспечив экономичность, снижение трудоемкости строительства и улучшение труда рабочих благодаря выполнению большей части операций по изготовлению конст­рукций в стационарных защищенных от атмосферных воздействий производственных условиях, что весьма существенно в суровых климатических условиях на большей час­ти территории нашей страны.

В течении последних двух десятилетий в России расширяется использование вто­рого пути индустриализации — возведение зданий из монолитных железобетонных кон­струкций. Этот метод в лучших образцах экономически равноценен полносборному и в то же время способствует архитектурному разнообразию в решении зданий и застрой­ки. Не соревнуясь с полносборным, монолитное домостроение будет дополнением к не­му при решении социальных и архитектурно-композиционных задач. Оба пути индуст­риализации предъявляют к проектированию специфические требования модульной ко­ординации и унификации геометрических параметров.

Унификация — научно обоснованное сокращение числа общих параметров зда­ний и их элементов путем устранения функционально неоправданных или несущест­венных различий между ними. Унификация обеспечивает приведение к единообразию и сокращению количества основных объемно-планировочных размеров зданий (высот этажей, пролетов перекрытий, размеров оконных и дверных проемов и пр.) и, как след­ствие, к единообразию размеров и форм конструктивных элементов и форм для их из­готовления в условиях заводского производства или индустриальной опалубки — при по­строечном. Унификация позволяет применять однотипные изделия в зданиях различно­го назначения. Обеспечивая массовость и однотипность конструктивных элементов, унификация снижает их стоимость и способствует экономической рентабельности ме­ханизированного изготовления конструкций и опалубок.

Возможность сокращения количества типов несущих конструкций достигается так же унификацией расчетных нагрузок. Так например, для конструкций перекрытий гражданских зданий различного назначения обобщен унифицированный ряд полезных нагрузок (без учета собственной массы), который составляет всего несколько величин: 40, 60, 80, 100 и 125 МПа. При этом размеры сечения железобетонного элемента пере­крытия остаются постоянными: меняется только армирование изделия и класс бетона.

41

Основой унификации геометрических параметров зданий и конструктивных из­делий для них является модульная координация размеров в строительстве — взаим­ное согласование размеров зданий и сооружений, а также размеров и расположения их элементов, строительных конструкций и элементов оборудования на основе кратности модулю.

Модуль — условная единица измерения, принятая в целях координации размеров. В России и большинстве европейских стран в качестве основного модуля — «М» приня­та величина 100 мм, кратными которой назначают все основные размеры зданий.

Для повышения эффективности унификации международные органы по стандар­тизации приняли наряду с основным и укрупненные модули (мультимодули).

Укрупненный модуль (мультимодуль) — равен основному — М, увеличенному в целое число раз. Установлен следующий предпочтительный ряд величин укрупненных планировочных модулей ЗМ; 6М; I2M; 15М; 30М; 60М (то — есть 300, 600, 1200, 1500, 3000, 6000 мм). На его базе образованы два независимых ряда, а именно ряды ЗМ, 6М, 12М, 60М и ЗМ, 15М, 30М, 60М. Получают применение в проектировании и неполные модульные ряды, например, ряд ЗМ; 6М; 12М применяемый в проектировании жилых и общественных зданий с мелкоячеистой объемно-планировочной структурой, или ряд 15М; 30М; 60М, применяемый в проектировании общественных зданий с крупными по­мещениями и промышленных зданий.

Укрупненные модули применяют при назначении размеров основных архитек­турно-конструктивных параметров зданий и конструкций: пролетов перекрытий и ша­гов несущих стен и перегородок, высот этажей, проемов и др.

Высота этажа в жилых, общественных и многоэтажных промышленных зданиях принимается равной расстоянию между отметками чистого пола в смежных этажах, в одноэтажных промышленных — расстоянию от уровня чистого пола до низа конструк­ций покрытия. Высота этажа в жилых зданиях составляет во II и III климатических рай­онах России минимум — 2,8 м, в I и IV — 3 м. Высоты этажей общественных и промыш­ленных зданий различны, диктуются их функционально-технологическим назначением, но выбираются из следующего модулированного ряда величин — 3,3; 3,6; 4,2; 4,8; 5,4; 6; 7,2; 8,4; 9,6; 10,8; 12,6; 14,4; 16,2; 18 м, например для школ и больниц — 3,3 м, для круп­ных торговых залов — 4,2 и т. п.

Развитием модульной координации размеров стал переход линейных рядов к мо­дульным планировочным и пространственным объемно-планировочным сеткам взаим­но пересекающихся модульных плоскостей, расстояние между которыми кратны основ­ному из выбранных для проектируемого объекта укрупненных модулей (рис. 4,1).

При проектировании основных конструкций здания их располагают в простран­стве, совмещая с модульным плоскостями. Линии пресечения модульных плоскостей, совмещенных с несущими конструкциями здания, образуют линии разбивочных осей здания. Оси обозначают марками (цифрами и буквами) в кружках (маркировка осей). Для маркировки осей применяют арабские цифры и прописные буквы русского алфа­вита. Цифрами маркируют оси вдоль стороны плана с большим количеством разбивоч­ных осей. Порядок маркировки — снизу вверх и слева направо по левой и нижней сто­ронам плана. На чертежи разрезов кроме расстояний между разбивочными осями вы­носят отметки — расстояние — от горизонтальной плоскости, уровень которой условно принят нулевым. Чаще всего за нулевой принимается уровень чистого пола первого эта­жа (рис. 4.2).

В начале строительства здания производится выноска осей здания на местность, называемая разбивкой здания или разбивкой осей, Разбивочные оси используют для привязки конструкции — определения ее положения в плане здания при помощи разме­ров от оси или грани конструкции до ближайшей разбивочной оси. Разработаны прави­ла привязки, которые позволяют уменьшить число типоразмеров’1′ сборных элементов. С этой целью правила привязки в зданиях разных строительных и конструктивных сис­тем приняты различными.

В зданиях со стенами из кирпича или мелких блоков привязка плоскостей внутренних стен и внутренних плоскостей несущих наружных стен к модульным (коор­динационным) осям выбрана по условиям опирания перекрытий равной 120 мм (для стен толщиной 250 мм — 125 мм). При такой привязке во внутренних стенах толщиной более 250 мм образуются две координационных модульных оси с интервалом «Л» меж­ду ними, который может быть использован для пропуска в стене вентиляционных кана­лов или монолитных железобетонных обвязок — антисейсмических поясов, В этих слу-

* Тнгюразмср — понятие, совмещающее в себе наименование вида изделия, (например наружной стены или перекрытия) и его размеры. Типоразмер обычно содержит ряд марок изделий — вариаций внутри типоразмера по каким — либо признакам — классу бетона, количеству армагтуры, размещению отверстий и т. д.

Модульных сеток (б)

43

Чаях модульные и разбивочные оси зданий не совпадают и рассматриваемая система привязки называется методом парных модульных осей. На чертежах проектов парные

Расстояние между разбивочными осями (?,, ?2> ?з) включают модульные разме­ры (Ь0) в сумме с интервалами и определяются по формулам

Г г А

= ?0 4———————— между осями наружной и внутренней стены,

?т = ?о + Д — между внутренними стенами,

Г г А,+Д,

?з = Ь0 Н————— —- — то же при разных толщинах внутренних стен (рис. 4.3).

Привязка к разбивочной оси внутренней плоскости наружных стен, на которые перекрытий не опираются, в целях сокращения числа типоразмеров перекрытий может приниматься различной в диапазоне от 0 до 100 мм. Перечисленные правила относятся к привязке осей стен верхнего этажа здания. В нижних этажах толщина стен по требо­ваниям прочности может возрасти. Соответственно в нижних этажах привязка оси сте­ны и глубина заделки перекрытий в стены увеличиваются.

В крупнопанельных зданиях разбивочные оси внутренних несущих стен совпа­дают с их геометрической осью, оси наружных стен из бетонных панелей размещают на расстоянии 80 мм, из панелей, изготовленных с применением листовых материалов, — 50 мм от внутренней грани стены.

В каркасных зданиях разбивочные оси внутренних и наружных колонн разме­щают по их геометрической оси. Привязка наружных стен к осям крайних рядов колонн в целях максимальной унификации принимается различной в соответствии с особенно­стями типизированного конструктивного решения каркаса: ось наружной колонны мо­жет совмещаться с наружной гранью колонны, располагаться по геометрической оси. По Общегосударственному каталогу — внутренняя поверхность наружной стены отсто­ит от наружной поверхности колонны на 20 мм, а по Московскому территориальному от оси колонны — на 400 мм и пр. (рис. 4.4).

, „ и

Й н

II № т

6

I

6

Рис. 4.4. Привязка разбивочных осей в каркасных зданиях

Расстояние между разбивочными осями конструкции, кратное единому или ук­рупненному модулю (за исключением расстояний между стенами из кирпича или мел­ких блоков), называют координационным размером — ?0.= А — М, где А — коэффициент кратности модулю.

Кроме координационных в полносборном строительстве используют понятия конструктивные и натурные размеры (рис. 4.5).

Ьк — 0

(—

?1 !1

———- 1

‘ 1 1

^______________________ ______________ Рис. 4,5. Размеры конструктивного элемента

TOC \o "1-3" \h \z I I

5+Д т 5+Д

К щ

1_____________ ь________ I

I I

Конструктивный размер — проектный размер сборного изделия (Ьк), отличаю­щийся от координационного на проектную величину зазора между изделиями (5), т. е.

Ьк =?0 -8 = к-М -5-

Натурный размер — фактический размер изделия, который отличается от конст­руктивного на величину, которая зависит от допуска[†] на изготовление изделия. Величи­ны допусков определяются установленным классом точности формования изделий, ко­торый в свою очередь определяется принятым классом точности изготовления формо­вочного оборудования. Фактический размер изделия должен отличаться от конструктив­ного не более, чем на половину принятого для изготовления допуска — Д, т. е.

Действенной мерой сокращения номенклатуры сборных изделий наряду с уни­фикацией является типизация. Если унификация имеет целью только ограничение чис­ла типов изделий, то типизация, исходя из ряда стабильных требований к заводской про­дукции, позволяет отобрать для широкого применения наиболее совершенные и эконо­мически эффективные изделия.

Наиболее отработанные и совершенные конструкции включают в отраслевые или государственные стандарты, что является высшим уровнем типизации изделий.



.