Валов В.М. Введение в специальность. Проектирование зданий

Подождите немного. Документ загружается.

240

Затем записывают величины N

, N

, z, z

в развернутом виде через

расчетные сопротивления и геометрические характеристики:

= R

bx; N

= R

; N

= R

a.c

;

z = h

– 0,5x z

= h

– a

Далее переменную величину высоты сжатой зоны бетона выражают через

рабочую высоту сечения h

; x=ξh

Затем группируют постоянные для данного сечения величины, заме-

няя их табличными коэффициентами, облегчающими расчетные операции,

и получают, наконец, рабочие формулы. Так как растянутый бетон в рабо-

те сечения не участвует, геометрическую высоту сечения h заменяют рабо-

чей высотой h

– расстоянием от сжатой грани бетона до центра тяжести

растянутой арматуры: h

=h–a или h

=h–a

, где а – расстояние от растяну-

той грани сечения до центра тяжести растянутой арматуры; а

– то же, но в

сжатой зоне.

Нерасчетная роль бетона растянутой зоны не менее значительна расчет-

ной роли бетона сжатой зоны. Во-первых, бетон даже с волосяными тре-

щинами в нормальных условиях эксплуатации надежно защищает армату-

ру от коррозии и высоких температур, тем более, что трещины возникают

только на участке действия максимального изгибающего момента, а на ос-

тальной длине элемента их нет. Во-вторых, бетон растянутой зоны обеспе-

чивает совместность работы растянутой арматуры и сжатого бетона как

единого целого, фиксирует положение арматурных стержней в сечении,

удерживая заданную величину рабочей высоты h

и, следовательно, вели-

чину плеча внутренней пары z. Наконец, на участках между трещинами бе-

тон участвует в работе, снижая деформативность элемента.

Содержание арматуры в рабочем сечении оценивают коэффициен-

том армирования µ=F

/(bh

) либо процентом армирования р = 100µ.

Элементы систем проектирования. Проектный процесс содержа-

тельно и организационно-технологически можно разделить на два весьма

различных процесса: проектирование и формирование проектного решения

объекта и документирование его результатов. Если исходить из результа-

тов его, то цель проектирования – это положить начало изменениям в ок-

ружающей человека искусственной среде.

Проектирование является: творческим процессом мыслительной дея-

тельности и осуществления сложного акта интуиции; процедурой поиска и

принятия решения; процессом логического анализа реальности и творче-

ского синтеза нового; процедурой рождения идеи, дающей ключ к реше-

нию задачи; процессом разработки концепции (проекта, конструкции и т.

д.), ведущей к искомому конечному результату; материализацией резуль-

тата творческого процесса.

241

Архитектурное проектирование должно быть системным и не может

быть другим, если подходить к нему со всей ответственностью. Можно

представить схему системы проектирования (рис. 8.8). Факторы воздейст-

вий внешней среды, влияющие на формирование объекта проектирования,

интерпретируются как «вход»; процесс проектирования – как «процесс»;

объект проектирования, описанный через его выходные параметры функ-

ционирования, – как «выход». Управление с помощью обратной связи –

сравнение (расчетных) выходных параметров функционирования с их ре-

комендуемыми и нормативными характеристиками, иначе говоря, требо-

ваниями, поступающими на входе как элементы воздействующей среды.

Ограничения, – как правило, граничные значения факторов воздействую-

щей среды, определяющие границы функционирования объекта. Сущест-

вуют ограничения на связи между элементами объекта, а также между ни-

ми и другими компонентами системного проектирования, экономические и

технологические ограничения.

Принципиальный процесс проектирования включает в себя следую-

щие операции: определение функционального назначения конструктивно-

го элемента или системы элементов; выявление всех воздействий окру-

жающей среды (силовых и несиловых); определение характера реакции

элемента или системы на эти воздействия; определение требований, кото-

рым должна удовлетворять конструктивная система; разработки модели

элемента или конструктивной системы: анализа и синтеза вариантных ре-

шений и определяет вариант для дальнейшей детальной проработки и ма-

териализации.

Рис. 8. 8. Система проектирования: а – общепринятая схема представления системы;

б – предлагаемая детерминированная схема системы; ФГХ – физико-геометрические

характеристики объекта и проектирования (нормативные на «входе» и проектые на

«выходе»); ФВВ – факторы внешних воздействий; ВПФ – выходные параметры

функцинирования объекта (нормативные на «входе», проектные на «выходе»)

242

Примерная последовательность статического расчета и конструирова-

ния строительной конструкции включает: уточнение рабочего варианта

конструкции; в зависимости от сложности конструкции определяется ме-

тод статического расчета и составляется расчетная схема (способ опирания,

схема нагружения, координаты, размеры и привязки); вычисляются вели-

чины нормативных и расчетных нагрузок; вычисляются усилия (нормаль-

ных N и перерезывающих Q сил и моментов М) в расчетных сечениях кон-

струкции и определяются их расчетные сочетания; выполняются конструк-

тивные расчеты элементов конструкции по всем возможным предельным

состояниям с целью обеспечения их надежности.

8.4. Элементы инженерно-строительных знаний

ГОС предусматривает обязательный минимум знаний по курсу иженерно-

строительных и экономических дисциплин.

Технология, организация и механизация строительного производства: общие

принципы построения и функционирования автоматических систем управления

машинами и технологическими процессами; общие сведения о строительных ма-

шинах; технология строительных процессов, возведения и реконструкции зданий;

основные положения строительного производства; технологии процессов; пере-

работки грунта и устройства свай, монолитного бетона и железобетона; монтажа

строительных конструкций, каменной кладки, устройства защитных, изоляцион-

ных и отделочных покрытий.

Организация и планирование строительства и управление проектом:

проектно-строительный менеджмент и основы менеджмента; общие понятия, ис-

торические аспекты, основные концепции, деловая игра; управление проектами;

философия, проект менеджмента, прединвестиционная фаза проекта, оценка рис-

ков, контрактинг, внешнее окружение проектов; планирование, организация про-

ектирования, реализация проекта, ликвидация проекта; человеческий фактор; де-

ловое общение.

Экономика отрасли: строительство как отрасль материального производства;

основы предпринимательской деятельности в строительстве; ценообразование и

определение сметной стоимости строительства; экономическая эффективность

инвестиций в строительстве; фактор времени в строительстве и определение нор-

мы дисконтирования; экономика строительного проектирования; основные фонды

в строительстве; оценка основных фондов; физический и моральный износ, амор-

тизация; лизинг и его использование организациями строительного комплекса;

состав и источник образования оборотных средств; определение величины обо-

ротных средств; финансирование и кредитование строительства; банковская сис-

тема РФ и кредитование строительства; логистика в системе организации матери-

ально-технических ресурсов в строительстве; производительность труда в строи-

тельстве; организация оплаты труда в строительстве; бизнес-план: его назначение,

состав, принципы разработки; себестоимость продукции строительной организа-

ции; прибыль и рентабельность в строительстве; основные понятия бухгалтерско-

го учета; бухгалтерский баланс, его содержание и структура, основы налогообло-

жения строительных организаций; анализ хозяйственной деятельности строитель-

ных организаций; анализ финансового состояния строительных организаций.

243

Уже на заре архитектуры формируются и совершенствуются специ-

фические строительные приемы и средства труда, инструменты и меха-

низмы, позволявшие обрабатывать и перемещать огромные массы природ-

ного строительного материала, создавать и приспосабливать для своих

нужд искусственную среду, удовлетворяющую главным жизненным по-

требностям человека. Эта среда, художественно осмысленная и матери-

ально преображенная умением и искусством древнего зодчего, и стала впо-

следствии началом великой античной архитектуры, рожденной, по выра-

жению Витрувия, из практики и теории и украшенной плодами многих на-

ук и разносторонней образованности.

«Усовершенствованные железные орудия, кузнечный мех..., развитая

обработка металлов, переходящая в художественное ремесло, повозка и

боевая колесница, постройка судов из бревен и досок, зачатки архитектуры

как искусства…» – все это Ф. Энгельс относил к наследству, «которое гре-

ки перенесли из варварства в цивилизацию. Несмотря на примитивный ха-

рактер строительной техники и абсолютное господство ручного труда, в

условиях рабовладельческого способа производства создавались грандиоз-

ные культовые и другие сооружения. При этом поражает тщательность и

точность обработки колоссальных каменных блоков объемом в несколько

сот кубометров (размеры гладко отесанных камней Баальбека достигали

25х5х4 м) и массой в тысячу тонн! Вот как описывает А. К. Буров колон-

наду построенного 2000 лет назад баальбекского храма Солнца: «…от ко-

лоннады храма уцелело несколько колонн, красных и полированных. Каж-

дая колонна была сделана из трех гранитных цилиндров, перекрытых ан-

таблементом из камней такого размера, что двенадцатиметровые камни

цоколя оказались соразмерными нормальным кирпичам. Каждая из колонн

превосходила по своим размерам все существующие на нашей планете ко-

лонны. Антаблемент был покрыт мелкой и тонкой резьбой с деталями раз-

мером в мизинец…» Пораженный громадами сооружений в Баальбеке

Марк Твен, удивляясь, писал: «Непостижимо, как удалось вытащить их из

каменоломен, а затем поднять на головокружительную высоту храма».

Техника «баальбекского чуда» – явление отнюдь не единичное.

Примеры успешного решения инженерно-технических и организаци-

онно-технологических задач можно найти у древних греков при строитель-

стве храма Артемиды в Эфесе, который строился 120 лет и и закончен был

в 550 г. до н. э. Когда архитектору Харсифрону потребовалось перевезти

мраморные колонны длиной до 18 м из каменоломен, находившихся в 12

км от строящегося храма, да еще по болотистой почве, он предложил ост-

роумный способ. В концы колонн забили железные прутья, укрепив их

оловом, а на эти прутья-оси с обеих сторон насадили колеса такого размера,

что каменная колонна висела на железных осях. Затем прикрепили длин-

ные жерди и впрягли быков, и колонна покатилась по тонкой дороге.

244

На долю архитектора Метагена, сына Харсифрона, выпала сложная

задача – положить архитрав на вершину этих установленных колонн, уста-

новить (положить) или, как мы говорим, смонтировать так осторожно,

чтобы не повредить капителей. И опять весьма остроумное решение. На

вершину колонн положили мешки с песком, на них осторожно опустили

балки, под тяжестью которых песок постепенно высыпался, и балки ровно

опускались на место.

Строительное производство объединяет две подсистемы: технологию

и организацию строительного производства.

Технология – совокупность методов обработки, изготовления, изме-

нения стояния, свойств, формы, сырья, материала или полуфабриката, осу-

ществляемых в процессе производства продукции. Технология строитель-

ного производства является объединением двух подсистем: технологии

строительных процессов и технологии возведения зданий и сооруже-

ний.

Технология строительных процессов определяет теоретические ос-

новы и способы выполнения строительных процессов, обеспечивающих

обработку строительных материалов, полуфабрикатов и конструкций с ка-

чественным изменением физико-механических свойств и геометрических

размеров с целью получения продукции заданного качества.

Технология возведения зданий и сооружений определяет теоретиче-

ские основы и регламенты выполнения отдельных видов строительно-

монтажных и специальных работ, их взаимоувязки в пространстве и вре-

мени с целью получения продукции в виде зданий и сооружений. Эффек-

тивность строительного производства во многом определяется организа-

ционными положениями и формами выполнения всех процессов, сопутст-

вующих созданию строительной продукции. В современном строительстве

технологические процессы строительного производства выделяют две

группы – внеплощадочные процессы и процессы, производимые на строи-

тельной площадке (рис. 8.9). Основой классификации процессов строи-

тельного производства является подразделение их по технологическим

признакам на заготовительные, транспортные, подготовительные и мон-

тажно-укладочные. Технология строительного производства связана более

чем с семью-десятью строительными профессиями, из которых около пя-

тидесяти связано с деятельностью архитектора.

Строительные работы объединяют в три специфические группы: об-

щестроительные, специальные и отделочные. Общестроительные работы

связаны с возведением несущих и ограждающих конструкций, создающих

архитектонику здания, отделочные – с приданием лицевым поверхностям

декоративных качеств, предусмотренных проектом. В связи с тем, что за

годы индустриализации строительства ведущим процессом по возведению

конструкций зданий и сооружений становится монтаж, его можно выде-

245

лить в самостоятельную ведущую группу. В особую группу выделены спе-

циальные работы: прокладка различных инженерных сетей; устройство

гидроизоляции; водопонижения; возведение промышленных теплоустано-

вок и выполнение подобных работ.

Технические средства строительных процессов создания строитель-

ной продукции принято подразделять на основные, вспомогательные и

транспортные.

Основные технические средства участвуют в непосредственном воз-

ведёнии строительных конструкций (сооружений), обработке их поверхно-

стей, устройстве отделочных и защитных покрытий и др. К ним относят

строительные машины, механизмы, подручные технические средства и

различные приспособления.

Строительные машины – это передвижные или стационарные техни-

ческие средства с рабочим органом, приводимым в действие двигателем.

Рабочий орган непосредственно воздействует на материальные элементы

строительных процессов, придавая им новые качества.

Механизмы в отличие от строительных машин не имеют специального

двигателя. Рабочий орган приводится в действие через соответствующий

преобразователь движения самими строительными рабочими (тали, лебед-

ки, катки и др.).

Подручным техническим средством является инструмент, являющий-

ся, как правило, личным орудием труда строительных рабочих. Ручной ин-

струмент (лопата, молоток, коловорот и др.) обеспечивает усиление мус-

кульной возможности рабочего и преобразует, как правило, один вид ме-

ханического движения в другой. Механизированный инструмент имеет

электрический или бензиновый двигатель (используют также энергию

сжатого воздуха), который называют ручными машинами.

Вспомогательные технические средства выполняют роль техноло-

гической, энергетической, эксплуатационной и персональной оснастки, без

изнаки технологических п

оцессов

заготови-

тельные

транс-

портные

подгото-

вительные

монтажно-

укладочные

по значению в

оизво

стве

по степени ме-

ханизации

по степени

сложности

ведущие

совмещенные

механизированные

полумеханизированные

ручные

простые

комплексные

Рис. 8.9. Классификационная схема процессов строительного

оизво

ства

246

которых нельзя или нерационально выполнять строительные работы. Тех-

нологическая оснастка предназначена обеспечить удобство и безопасность

работы, сохранность строительных материалов, полуфабрикатов и деталей

(контейнеры, кассеты, струбцины, бункера, баллоны для газов и жидких

веществ и др.).

Совокупность строительных процессов, результатом выполнения ко-

торых является конечная (в виде частей или конструктивных элементов

зданий и сооружений) продукция, представляет собой строительные ра-

боты. Отдельные виды строительных работ получили свое наименование

или по виду перерабатываемых материалов, или по конструктивным эле-

ментам, которые являются продукцией данного вида работ. По первому

признаку различают земляные, каменные, бетонные и другие работы; по

второму – кровельные, изоляционные и др.

Под монтажными работами подразумевают совокупность производст-

венных операций по установке в проектное положение и соединение в од-

но целое элементов строительных конструкций, деталей трубопроводов,

узлов технологического оборудования. Монтажные работы включают в се-

бя монтаж строительных конструкций (металлических, железобетонных и

деревянных); монтаж санитарно-технических систем (водоснабжения, ка-

нализации, отопления, вентиляции и др.); монтаж электротехнических уст-

ройств, монтаж технологического оборудования.

Земляные, бетонные, железобетонные, каменные, отделочные и

другие работы, а также монтаж строительных конструкций относят-

ся к общестроительным работам. Монтаж внутреннего санитарно-

технического оборудования, электромонтажные и другие работы, выпол-

няемые преимущественно специализированными организациями, относят-

ся к специальным работам.

При возведении зданий принято группировать работы по стадиям, ко-

торые называют циклами. По окончании подготовительного периода

строительства осуществляются:

– на первой стадии – работы подземного цикла: земляные работы (ры-

тье котлованов подвала и фундаментов и обратная засыпка грунта с уплот-

нением); бетонные и железобетонные работы (устройство фундаментов,

бетонной подготовки и отмостки); монтаж строительных конструкций (ко-

лонн, панелей, стен подвала); гидроизоляционные работы (гидроизоляция

пола и стен подвала);

– на второй стадии (при надземном цикле) обычно выполняют монтаж

сборных или возведение монолитных строительных конструкций; панелей

наружных и внутренних стен, оконных блоков и зенитных фонарей; кро-

вельные работы; столярные работы (навеску ворот и дверей); санитарно-

технические работы (установку коробов вентиляционных систем);

247

– на третьей заключительной стадии, которую называют отделочным

циклом, выполняют главным образом: отделочные работы (окраска стен,

потолков, колонн и ферм, окон и дверей); устройство полов; внутренние

санитарно-технические и электромонтажные работы; монтаж технологиче-

ского оборудования и относящихся к нему вентиляционных устройств.

Проектная документация. Для успешного строительства зданий, со-

оружений и их комплексов разрабатываются проектные материалы по ор-

ганизации строительства и производству работ в виде проекта организа-

ции строительства (ПОС) и проекта производства робот (ППР), в ко-

торых решаются все вопросы технологии и организации строительного

производства. ПОС разрабатывается с целью обеспечения своевременного

ввода в эксплуатацию производственных мощностей и объектов жилищно-

гражданского строительства с наименьшими затратами при высоком каче-

стве за счет повышения организационно-технического уровня строитель-

ства. ПОС является основой для распределения капитальных вложений и

объемов строительно-монтажных работ по годам и периодам строительст-

ва, а также для обоснования сметной стоимости строительства. ПОС раз-

рабатывает генеральная проектная организация.

ППР является дальнейшим развитием основных решений, принятых в

ПОС, и разрабатывается в целях определения наиболее эффективных ме-

тодов выполнения строительно-монтажных работ, способствующих сни-

жению их себестоимости и трудоемкости, сокращению продолжительно-

сти строительства объектов, повышению степени использования строи-

тельных машин и оборудования, улучшению качества строительно-

монтажных работ. Осуществление строительства без проектов производст-

ва работ запрещается.

Технологические карты. В строительстве различают три вида техно-

логических карт: типовые технологические карты, не привязанные к

строящемуся объекту и местным условиям строительства; типовые техно-

логические карты, привязанные к возводимому зданию или сооружению,

но не привязанные к местным условиям; рабочие технологические карты,

привязанные к строящемуся объекту и местным условиям строительства.

Технологическая ката состоит из восьми разделов, каждый из которых

формирует свои условия и требования, совокупное выполнение которых

позволяет получить строительную продукцию при максимальной эффек-

тивности. В общем случае отдельные разделы технологической карты

включают в себя:

– область применения – условия выполнения строительного процес-

са (в том числе климатические); характеристики конструктивных элемен-

тов и их частей или частей зданий и сооружений; состав строительного

процесса; номенклатуру необходимых материальных элементов;

248

– организацию и технологию выполнения строительного процес-

са – требования к завершенности предшествующего или подготовительно-

го процесса; состав используемых машин, оборудования и механизмов с

указанием их технических характеристик, типов, марок и количества; пе-

речень и технологическая последовательность выполнения операций или

простых процессов; схемы их выполнения для получения конечной про-

дукции; схемы расположения приспособлений; состав звеньев или бригад

рабочих; схемы складирования материалов и конструкций;

– требования к качеству и приемке работ – перечень операций или

процессов, подлежащих контролю; виды и способы контроля; используе-

мые приборы и оборудование; указания по осуществлению контроля и

оценке качества процессов;

– калькуляцию затрат труда, времени работы машин и заработ-

ной платы – перечень выполняемых операций и процессов с указанием

объемов работ; нормы рабочего и машинного времени и расценки; норма-

тивные затраты труда рабочих (чел.-ч), времени работы машин (маш.-ч) и

заработная плата (руб.) (раздельно для рабочих и машинистов);

– график производства работ – графическое выражение последова-

тельности и продолжительности выполнения операций и процессов на ос-

новании определенных в калькуляции затрат труда и времени работы ма-

шин с учетом возможности повышения производительности труда;

– материально-технические ресурсы – данные о потребности в ма-

териалах, полуфабрикатах и конструкциях на предусмотренный объем ра-

бот, инструменте, инвентаре и приспособлениях;

– технику безопасности – мероприятия и правила безопасного вы-

полнения процессов, в том числе необходимые проектные проработки для

конкретных условий строительства;

– технико-экономические показатели – затраты труда рабочих

(чел.-ч); затраты времени работы машин (маш-ч); заработная плата рабо-

чих (руб.); заработная плата машинистов (руб.); продолжительность вы-

полнения процессов (смен) в соответствии с графиком; выработка на одно-

го рабочего в смену (в натур. измерителях); затраты на механизацию (руб.).

Технологические карты должны разрабатываться на базе прогрессив-

ных технологий с учетом достижений мировой науки и практики; новых

технических средств, индустриализации и комплексной механизации про-

цессов, должны обеспечивать повышение производительности труда,

улучшение качества работ и снижение себестоимости продукции.

Авторский надзор. Проектная организация для осуществления автор-

ского надзора выделяет одного автора проекта по контролю за строитель-

ством объекта. Авторский надзор обязан: проверять в процессе строитель-

ства соответствие фактически выполняемых работ рабочим чертежам;

представлять предложения по снижению стоимости, улучшению качества,

249

сокращению сроков строительства и совершенствованию технологии

строительного производства на объекте; своевременно разрешать все во-

просы по проектно-сметной документации; вести журнал авторского над-

зора и фиксировать в нем выявленные отступления и соответствующие

указания по их устранению; контролировать выполнение этих указаний, а

при повторном замечании о некачественном выполнении указаний инфор-

мировать об этом в письменной форме вышестоящие организации; участ-

вовать в приемке технадзором заказчика ответственных работ и в актиро-

вании скрытых работ; контролировать качество отделочных работ, работ

по благоустройству и озеленению; проверять соответствие сертификатов

на детали и материалы ГОСТам.

Журнал авторского надзора находится у подрядной организации, ко-

торая предъявляет его рабочей комиссии при приемке объекта. После при-

емки он хранится у заказчика.

Авторскому надзору гарантировано право запрещать применение кон-

струкций, деталей, изделий, материалов и оборудования, не соответст-

вующих проекту, государственным стандартам, техническим условиям.

Авторский надзор может требовать приостановления отдельных видов ра-

бот и вносить в соответствующие органы представления о привлечении к

ответственности должностных лиц, допустивших некачественное выпол-

нение строительно-монтажных работ.

8.5. Элементы управления проектами в строительстве

Понятие проекта. До недавнего времени в отечественной практике

термин «проект» использовался в основном в технической сфере и с ним

связывалось представление о совокупности документации по возведению

предприятий, зданий, сооружений – чертежи, сметы. Однако в настоящее

время этот термин по сути его содержания значительно изменился. Строи-

тельство зданий и сооружений, создание новых технологий и техники, по-

строение корабля или самолета, создание новой организации, проведение

международного симпозиума, подготовки спектакля или съемка кино-

фильма, введение новой налоговой системы и др. – это примеры проекта.

Общее понятие «проект» до сих пор еще формируется и уточняется.

Однако из многих толкований этого термина следует, что проект – это ме-

роприятие с намерениями об изменениях, нововведениях, имеющих общие

признаки: основное содержание, цель, продолжительность осуществления,

величину бюджета, ограниченность требуемых ресурсов, правовое и орга-

низационное обеспечение и т. д.

Множество разнообразных проектов можно классифицировать по ря-

ду признаков: