Общая характеристика.
Актуальность темы. В жилищном строительстве сэндвич-панели применяются для строительства быстроcборных каркасных домов, эффективность технологий монтажа которых заключается в сокращении трудоемкости, стоимости, продолжительности их возведения, а также в ускорении ввода в эксплуатацию законченных строительством объектов.
Актуальность темы заключается в следующем: к 2011 году в жилищном строительстве как в РФ, так и за рубежом стали применяться либо излишне крупные в плане (более 3х6 м), либо очень маленькие (до 1х1 м) сэндвич-панели, имеющие высокие стоимость и трудоемкость монтажа ввиду необходимости дорогого кранового оборудования. В следствие чего возникла научная и практическая задача, связанная с разработкой более эффективных технологий возведения жилых домов из индустриальных сэндвич-панелей. Однако алгоритм разработки до сих пор не обоснован.
Исходя из этого возникает ряд задач, которые необходимо решить для достижения основной цели, заключающейся в совершенствовании технологических решений возведения.
К таким научным задачам относятся:
-оценка состояния существующих моделей;
-выполнение анализа строительных процессов возведения индивидуальных жилых домов в РФ и за рубежом;
-создание модели усовершенствованных решений возведения жилых домов из оптимальных по размеру сэндвич-панелей с минимумом кранового оборудования;
-проведение оценки технологичности и технико-экономической эффективности.
Научная новизна работы состоит в следующем:
-были улучшены технологические решения монтажа сэндвич-панелей, состоящих из облицовочных обшивок, каркаса и минераловатныx плит;
-предложен метод моделирования решений, предназначенных для усовершенствования строительных процессов возведения;
В качестве предмета исследования выступают параметры технологических процессов возведения.
Объектом исследования является строительный процесс возведения индивидуальных жилых домов способом монтажа индустриальных сэндвич-панелей.
На защиту выносятся следующие результаты научных исследований:
-новый подход к разработке усовершенствованного варианта строительного процесса возведения с помощью метода моделирования;
-новые улучшенные технологические решения возведения быстросборных жилых домов из уже оптимизированных по размерам 1,2×3,6 м индустриальных сэндвич-панелей;
-экономическая эффективность и технологичность применения рациональных решений возведения.
Основное содержание статьи.
С помощью методов системного анализа, синтеза и моделирования (основной целью которого являются исследование объектов реального мира на основе математической модели и оценка полученных результатов, о чем говорится в работе 1) разработаны основы усовершенствования технологических решений возведения жилых домов из оптимизированных по размеру сэндвич-панелей.
Основные технологические параметры возведения коттеджей (затраты труда, машинного времени, стоимость и продолжительность работ) предлагается оценивать интегральным суммированием системных затрат как на стадиях проектирования и строительства (одним из этапов подготовительного периода в строительстве является процесс вертикальной планировки строительной площадки, получаемой искусственным изменением рельефа местности согласно проектным данным. Об этом говорится в работе 4), так и на всех остальных этапах жизненного цикла – содержания , ремонта , реконструкции , демонтажа и утилизации с помощью модели в виде системного множества, стремящегося к максимуму:
, (1)
Где – затраты жизненного цикла, — затраты на стадиях подготовки, проектирования и строительства, — затраты на этапах эксплуатации, ремонта и реконструкции, — затраты на этапах демонтажа, транспортировки и утилизации дома.
Постановка научных задач:
1.Обосновать оптимальные размеры панелей;
2.Обосновать оптимальный вид узлов соединения панелей между собой.
3.Обосновать оптимальную последовательность строительных операций монтажа.
Для решения данных задач выявлены 3 зависимости: снижение удельной трудоемкости монтажа от фактора влияния №1 — увеличения площади индустриальных сэндвич-панелей; от фактора №2 — повышения степени быстроты соединений сэндвич-панелей; снижение трудоемкости возведения жилых домов от фактора №3 — использования оптимальных по размеру (1,2×3,6 м) сэндвич-панелей.
Методами математической статистики и теории вероятности рассчитаны модели, адекватные выявленным на рис. 5 зависимостям:
(2)
. (3)
Удельная трудоемкость монтажа, y
Рис. 5. Зависимость снижения удельной трудоемкости монтажа индивидуальных жилых домов от фактора №1: А — зависимость снижения рациональности объемно-планировочных решений быстросборных домов от увеличения площади сэндвич-панелей; — точка оптимальности; В — зависимость снижения трудоемкости монтажа от увеличения площади сэндвич-панелей; — точка оптимальной площади; 1- 5 — мелкие панели; 6-8 — средние панели; 9-12 – крупные панели; С — оптимальная площадь панели 4,3 (1,2×3,6 м); • — экспериментальные значения; ∆ — экспертные оценки.
Удельная трудоемкость монтажа,
Рис. 6. Зависимость снижения удельной трудоемкости монтажа индивидуальных жилых домов от фактора №2: 1 — дополнительные соединительные элементы; 2 — сварка; 3 — зaмоноличивание; 4 — накладные пластины; 5 — болты; б — сaморезы; 7 — паз-гребень; 8 — болты и сaморезы; 9 — винты; 10 – технология соединения; А – максимум трудоемкости; В — минимум трудоемкости.
Следующая адекватная модель, рассчитанная методами математической статистики и теории вероятности, соответствует зависимости, выявленной на рис. 6:
, (4)
Где — удельная трудоёмкость монтажа; — вид узлов соединений.
Библиографический список
1. Serdyuchenko V.M., Sergeev A.E. Mathematics in land management. Colloquium-journal. 2019. № 5-1 (29). С. 13-16.
2. Никольский М.С., Возведение стен и перегородок деревянного дома // Строительство: новые технологии, новое оборудование / соавторы Казаков Ю.Н., Пискун А.Е. -М. : 2010. — М 9. — С. 11-16.
3. Никольский М.С. Обоснование рациональных и технологических решений новой быстровозводимой системы «модульный город» // Кровли и изоляционные материалы. — 2009. — К 4-6. — С. 62-64.
4. Янова А.А., Сергеев А.Э. Составление проекта вертикальной планировки строительной площадки. Colloquium-journal. 2019. № 7-1 (31). С. 63-66.