О выборе конструктивных схем жилых домов повышенной этажности

Сложность экономического сопоставления рассмотренных зданий, выполненных по различным конструктивным схемам, определяется влиянием целого ряда факторов — различием объемно-планировочных решений, выбором материалов и конструкций для отдельных элементов, индивидуальным подходом того или иного проектировщика к конструированию элементов. Влияние на стоимость только планировочных факторов может достигать 20%.

Тем не менее с определенной степенью точности можно сопоставить дома примерно одинаковой этажности и однотипных планировочных решений по основным показателям — расходу стали, бетона, цемента и по трудоемкости. Учитывая, что показатели будут неодинаковыми для домов высотой 9 и 16 этажей, имеющих различия как в планировочных решениях, так и в самих конструкциях, приведем их раздельно по этим двум группам зданий (табл. 1.1 и 1.2).

Сопоставление приведенных в табл. 1.1 данных показывает, что наиболее экономичными типами зданий по расходу стали, цемента и бетона, по затратам труда и стоимости являются крупнопанельные дома с конструктивной схемой в виде поперечных несущих стен, расположенных с узким шагом, — серии П-49 и П-57.

Для зданий высотой 16—17 этажей среди    сопоставляемых    конструктивных

систем — крупноблочной, каркасно-панельной и крупнопанельной — преимуществами по основным качественным показателям обладает крупнопанельная (см. табл.  1.2).

Однако разница в расходе основных материалов — бетона, стали и цемента — для панельных и каркасных домов при высоте 16—17 этажей незначительна. Наиболее решительно в пользу панельных домов говорят показатели трудоемкости, особенно на монтаже, которая оказывается для панельных домов почти в 1,5 раза ниже, чем для каркасных.

Представляет интерес структура образования основных показателей расхода материалов в домах различных конструктивных схем. Удельные показатели расхода бетона, гипсобетона, стали и цемента для крупнопанельных и крупноблочных домов на 1 м² жилой площади приведены в табл. 1.3 (эти показатели нельзя считать вполне сопоставимыми в силу различий объемно-планировочных решений).

Представляет интерес проведенный в 1966—1967 гг. ЦНИИЭП жилища анализ конструктивных решений жилых зданий высотой 9 и 16 этажей с единым объемно-планировочным решением. Аналогичные исследования проводились в МНИИТЭП и Моспроекте.

Результаты анализа девятиэтажных домов с узким шагом поперечных несущих стен, с широким шагом поперечных несущих стен, с продольными несущими стенами и редко расположенными диафрагмами жесткости подтверждают в целом данные, приведенные в табл. 1.1.

По 16-этажным домам были сопоставлены следующие конструктивные схемы (также применительно к единому объемно-планировочному решению дома): поперечная схема с узким шагом несущих стен; поперечная схема с широким шагом несущих стен; схема с продольными несущими стенами; схема с полным каркасом (с продольным расположением ригелей).

Для получения более достоверных сравнительных характеристик различных

конструктивных систем 16-этажных зданий были проведены статические расчеты конструкций, запроектированы конструктивные элементы и определен расход материалов на основные конструкции зданий.

Показатели по всем конструктивным схемам девятиэтажных домов оказались примерно одинаковыми ^!.

При схеме с широким шагом поперечных стен по сравнению со схемой с узким шагом поперечных стен повышение затрат вследствие увеличения пролета перекрытий погашается меньшими суммарными затратами на поперечные стены и перегородки.

¹ В процессе совершенствования технологии монтажа, особенно при возведении силами домостроительных комбинатов, затраты труда на строительной площадке систематически снижаются и составляют в настоящее время для домов серии П-49Д по отчетным данным ДСК-1— 1,4 чел.-дня.

В схеме с продольными несущими стенами уменьшение объема внутренних стен еще более существенно, и полученная в связи с этим экономия погашает дополнительные затраты, связанные с применением большепролетных перекрытий и с некоторым увеличением толщин наружных стен. Расход стали в конструктивных схемах с большепролетными перекрытиями оказался на 7—10% выше, чем в схеме с узким шагом несущих стен, а расход бетона и цемента соответственно ниже на  10—15%.

Трудоемкость возведения домов с этими конструктивными схемами также примерно одинакова.

В связи с тем что конструктивные схемы девятиэтажных домов оказались в сопоставимых условиях экономически равноценными, представляется целесообразным ориентировать проектирование таких зданий на применение конструктивных схем как с широким, так и с узким шагом поперечных стен.

При исследовании конструктивных схем 16-этажных зданий выявлено, что схемы с поперечными несущими стенами с узким и широким шагом имеют близкие показатели приведенных затрат Приведенные в табл. 1.4 показатели, полученные теоретическим (расчетным) путем, достаточно близко совпадают с аналогичными показателями табл. 1.2, полученными по рабочим чертежам реальных объектов. Показатели затрат труда на строительной площадке по всем бескаркасным схемам 16-этажных домов оказываются довольно близкими.

Конструктивная схема с полным каркасом по показателям сметной стоимости и по приведенным затратам дала удорожание около 10% по сравнению со схемой с узким шагом поперечных несущих стен. Затраты труда на возведение домов каркасной системы повышаются более чем на 40%. Расход стали в домах каркасной конструкции и панельных с широким шагом практически одинаковый.

Проведенные сопоставления относились к панельным домам без встроенных в первые этажи общественных помещений. Применение в первых этажах панельного дома каркаса резко повышает общий расход   стали и бетона, а также трудоемкость (см. главу 3).

Таким образом, приведенные показатели обусловливают целесообразность для 16-этажных жилых домов бескаркасных конструктивных схем.

Схемы с поперечными несущими стенами с узким или широким шагом при такой этажности в экономическом отношении равноценны, но в статическом отношении схема с узким шагом содержит в себе большие резервы пространственной жесткости, что, как мы увидим далее, составляет важнейшую предпосылку для дальнейшего повышения этажности панельных зданий.

Обе конструктивные схемы с поперечными стенами могут получить равноценное применение при проектировании 16—18-этажных зданий, а для зданий большей этажности предпочтительна схема с узким шагом несущих стен.

Несмотря на полученные аналитические данные, показывающие эффективность схемы с продольными несущими стенами, ее нельзя рассматривать как перспективную. Эта схема значительно уступает схеме с поперечными несущими стенами по степени индустриальности.

Применение конструктивной схемы с несущими продольными стенами приводит к большей многодельности в условиях постройки, так как все работы внутри здания — устройство полов, крыши, санитарно-технические и электротехнические— выполняются кустарными методами и практически не поддаются индустриализации. Помимо этого, значительно усложняется конструктивное решение наружных (несущих) стен, которые при этой схеме должны воспринимать высокие усилия; в узлах наружных стен трудно обеспечить надежную передачу усилий.

Повышение этажности крупнопанельных домов от 5 до 9, затем до 12 и, наконец, до 17 этажей в пределах единой конструктивной схемы не приводит к резкому увеличению расхода материалов и повышению трудоемкости. Возрастание металлоемкости конструкций с увеличением этажности только в незначительной степени   обусловлено необходимостью повышения несущей способности конструкций. Гораздо в большей степени перерасход материалов продиктован требованиями ныне действующих норм огнестойкости и технологическими требованиями унификации  конструкций.