8. POJĘCIA PODSTAWOWE I KLASYFIKACJA METOD I SYSTEMÓW BUDOWNICTWA MONOLITYCZNEGO

Monografia: Leon Rowiński, Marek Kobiela, Andrzej Skarżyński, PWN, 1986 Prokop: SBM-75, System budownictwa monolitycznego, COBPBO, Warszawa 1974 BN-79/8812-02, Konstrukcje budynków ze ścianami monolitycznymi, Projektowanie i obliczanie statyczno-wytrzymałościowe 8. l.WSTĘP

Całokształt wiedzy o przetwarzaniu w sposób celowy i ekonomiczny, wybranych dóbr naturalnych w określone dobra użyteczne nazywany jest technologią.

Zwykle w nazwie technologii zawarta jest krótka definicja sposobu przetwarzania.

W latach pięćdziesiątych i sześćdziesiątych rozwijało się budownictwo szkieletowe oparte na stalowej konstrukcji nośnej. W ostatnich latach w budownictwie monolitycznym dominującym tworzywem jest beton. Z betonu monolitycznego wykonywane są takie budowle jak: kominy, wieże telewizyjne i kopalnianych szybów wydobywczych oraz takie budowle inżynierskie jak mosty i tunele.

W wielokondygnacyjnym budownictwie wysokościowym metody realizacji betonowego budownictwa monolitycznego lub monolityczne - prefabrykowanego w poważnym stopniu zastąpiły dotychczasowe technologię budownictwa stalowego.

Budynki wysokie mają: monolityczny trzon, monolityczne ściany, oraz żelbetowy szkielet monolityczny. Wszystkie te elementy są wznoszone metodą monolitycznego budownictwa betonowego.

Jako przykłady większych zrealizowanych budynków są podawane:

1. One Shell Plazza, Huston, Texas, (52 kondygnacji, 217 m. (41 Mpa)),

2. Two Prudential Plazza, Chicago, Ilinois, (64 kondygnacji, 274 m. (84 Mpa))

3. South Wacker Drive, Chikago, Ilinois, (70 kondygnacji, 292 m., (84 Mpa)),

4. Central Plazza, Hong Kong, (78 kondygnacji, (60Mpa)).

5. Wieża Maine - Montpamasse w Paryżu (Biurowiec, wysokość 2IOm, 56 kondygnacji)

6. Hotel Forum w Warszawie (35 kondygnacji)

7. Wysokościowiec centrali handlu zagranicznego przy ul Chałubińskiego (biurowiec 45 kondygnacji, 139 m)

8. Budynek „LOT","Mariott" (44 kondygnacje, 140 m)

9. Centrala handlu zagranicznego w Katowicach (Zespół wysokościowców)

10. DAEWOO, Warszawa biurowiec(45 kondygnacji, 180 m. wysokości),

8.2. UPRZEMYSŁOWIONE FORMY TECHNOLOGICZNO- ORGANIZACYJNE

MONOLITYCZNEGO BUDOWNICTWA BETONOWEGO

Monolityczne budownictwo betonowe przybrało obecnie uprzemysłowione formy technologiczno-

organizacyjne wyrażające się w:

używaniu przemysłowo produkowanych urządzeń formujących wielokrotnego stosowania

przemysłową produkcją zgrzewanych siatek i szkieletów zbrojenia oraz mieszanki betonowej,

posługiwanie się specjalnymi samochodami i mieszalnikami do transportu mieszanki

betonowej,

mechanizacji procesów podstawowych na placach budowy (żurawie do montażu i demontażu

urządzeń formujących, montażu procesów zbrojenia, transportu na budowie mieszanki

betonowej (pompy podajniki, wibratory i agregaty odpowietrzające).

Stosuje się przy tym metody organizacyjne pracy równomiernej oraz mechanizacji kompleksowej.

8.3. EFEKTYWNOŚĆ TECHNOLOGII MONOLITYCZNEGO BUDOWNICTWA

BETONOWEGO

Efektywność technologii monolitycznego budownictwa betonowego można ocenić w

następujących punktach:

1. Uniwersalność systemów

2. Energooszczędność

3. Przestrzenna praca konstrukcji monolitycznych,

4. Szybkie tempo realizacji

5. Wysoki stopień gładkości powierzchni

6. Oszczędność nakładów i kosztów.

8. 4. RODZAJE TECHNOLOGII B.M.B. Technologia budownictwa monolitycznego dzieli się na:

technologie budownictwa ścianowego oraz

technologie budownictwa szkieletowego.

8.5. INNE TECHNOLOGIE W BUDOWNICTWIE Poza budownictwem betonowym monolitycznym stosowane są w budownictwie technologie:

betonowego budownictwa prefabrykowanego

lekkiego budownictwa metalowego,

nowoczesnego budownictwa drewnianego,

prefabrykowano-monolitycznego budownictwa ścianowego

prefabrykowano-monolitycznego budownictwa szkieletowego. Każda technologia w budownictwie składa się:

z zastosowania odpowiednich materiałów o ustalonych parametrach fizycznych,

doborem odpowiednich maszyn i narzędzi roboczych,

określonym transportem stosowanym do przetwarzania i wbudowania wyrobów,

organizacją procesów głównych i pomocniczych,

rozwiązania organizacyjne gwarantujące realizacje całokształtu budowy obiektu,

narzędzia techniczno-ekonomicznej kontroli działań realizacyjnych. Technologie są dzielone na metody budowania I tak na przykład technologia betonowego budownictwa prefabrykowanego dzieli się na:

budownictwo wielkoblokowe

budownictwo wielkopłytowe,

słupowo - ryglowe budownictwo szkieletowe,

ramowe budownictwo szkieletowe.

8.6.SYSTEM MONOLITYCZNEGO BUDOWNICTWA BETONOWEGO Metody^budownictwa^wykłrrdztelTć^ięTla sysLeiny^buSoy^metwa.

System budownictwa monolitycznego betonowego polega na realizacji obiektów budowlanych i inżynierskich w taki sposób, że elementy ich konstrukcji zbroi i betonuje się w deskowaniach i innych urządzeniach formujących bezpośrednio w miejscach projektowanej ich pracy eksploatacyjnej. Dzięki temu zapewnia się realizowanej konstrukcji monolityczność. Betonowanie konstrukcji monolitycznych polega na warstwowym układaniu mieszanki betonowej wewnątrz przestrzeni utworzonych urządzeniami formującymi.

Mieszanka betonowa przy układaniu i realizacji musi się charakteryzować konsystencją plastyczną i podlega zagęszczaniu za pomocą wibratorów uzupełnionych procesem odpowietrzania.

8.7.KLASYFIKACJA METOD I SYSTEMÓW BUDOWNICTWA MONOLITYCZNEGO

Klasyfikację metod betonowego budownictwa monolitycznego należy wiązać z dwoma zasadniczymi czynnikami:

- rodzaj stosowanego betonu

rodzaj używanych urządzeń formujących.

Mówi się więc o metodzie betonów z lekkich kruszyw w płytowych, rozbieralne - przesławnych wielkowymiarowych urządzeniach formujących, czy metodzie realizacji przekryć łupinowych z betonu zwykłego na urządzeniach przetaczanych.

Schemat klasyfikacyjny metod i systemów technologii budownictwa monolitycznego przedstawiono na rysunku.

TECHNOLOGIA MONOLITYCZNEGO BUDOWNICTWA BETONOWEGO

^ ^ ^

Rodzaj betonu

Rodzaj zbrojenia

Rodzaj urządzeń formujących

^ ^

Metody monolitycznego budownictwa betonowego

^

^ ^

<=

Odmiany określonego rodzaju urządzeń formujących

Rodzaj stosowanych kruszyw i mikrowypełniaczy

Systemy betonowego budownictwa monolitycznego

Schemat szczegółowy można zbudować łącząc klasyfikacje betonów z klasyfikacją stosowanych

urządzeń formujących.

Powszechnie stosowany w budownictwie jest beton zwykły z kruszywem naturalnym żwirowo-

piaskowym. Skąpe złoża tego kruszywa zmuszają na stosowanie kruszywa łamanego z kamieni.

Wykorzystuje się również kruszywa lekkie z utylizowanych odpadów przemysłowych.

Użytkowane są następujące rodzaje sztucznych kruszyw lekkich: żużle granulowane, pumeksowy i

kawałkowy, łupkoporyt, spiekany, keramzyt, gliniec. Efektywność ich stosowania wymaga użycia

dodatków w postaci mikrowypełniaczy w postaci popiołów elektrownianych lub hutniczych,

przemielonego piasku kwarcowego.

Urządzenia formujące są klasyfikowane z uwagi na ich rodzaj: wielkość formę konstrukcji, i zakres

zastosowań. Ich klasyfikacja jest przedstawiana w oddzielnych opracowaniach.

Z rodzaju kruszyw stosowanych oraz urządzeń formujących wywodzą się różne systemy

budownictwa monolitycznego

8.8.KRUSZYWA

Kruszywa stosowane do produkcji betonów dzieli się na mineralne i sztuczne. Kruszywem mineralnym nazywamy materiał składający się z luźnych ziaren lub okruchów skalnych. Kruszywa mineralne dzieli się na: naturalne (piaski, żwiry, mieszanki i pospółki) oraz łamane (piaski łamane, grysy i mieszanki kruszywa łamanego). Asortyment kruszyw mineralnych klasyfikuje się według składu ziarnowego, który polega na rozdzieleniu kruszywa na frakcje przy użyciu sit.

Frakcja kruszywa jest to zbiór ziaren kruszywa o wielkościach zawartych między dwoma

kolejnymi sitami kontrolnymi (górnym i dolnym).

Skład ziarnowy (uziamienie)jest to wykaz poszczególnych frakcji zawartych w kruszywie.

Przesiew jest to część badanego kruszywa o ziarnach mniejszych od oczek danego sita.

Odsiew jest to część badanego kruszywa o ziarnach większych od oczek danego sita.

Przykład asortymentów kruszyw mineralnych podano w tablicy 8.1.

Tablica 8.1. Asortymenty kruszyw mineralnych

Rodzaj		Frakcja lub grupa frakcji [mm]	Gatunek
Piasek i piasek łamany	uszlachetniony	<2,0 <2,0	l 2
		zwykły	<2,0	-
	Żwir, grys i grys z otoczaków	jedno frakcyjny	2,0-4,0 4,0-8,0 8,0-16,0 16,0-31,5 31,5-63,0	-
		wielofrakcyjny	2,0-8,0 2,0-16.0 2,0-31,5 4,0-16,0 4,0-31,5 8,0-31,5	-
	Mieszanka kruszywa naturalnego , mieszanka kruszywa łamanego sortowana i z otoczaków	drobna	<4,0 <4,0	l 2
		gruba	<8,0 <8,0 <16,0 <16,0 <31,5 <31,5 <63,0 -63,0	l 2 l 2 l 2 l 2

Kruszywem sztucznym nazywamy materiał ziarnisty uzyskany z surowców mineralnych, których

struktura uległa przemianie w wyniku obróbki termicznej, lub uzyskany z surowców pochodzenia

organicznego.

Do ważniejszych kruszyw sztucznych stosowanych w Polsce należą:

Keramzyt - otrzymywany przez wypalanie łatwo topliwych surowców ilastych,

Glinoporyt - otrzymywany spiekanie surowców ilastych, a następnie ich rozkruszanie,

Pumeks hutniczy - otrzymywany przez działanie określoną ilością wody na płynny żużel.

W zależności od rodzaju surowca użytego do produkcji i metody uzyskiwania kruszywa dzieli się

kruszywa sztuczne na grupy i asortymenty jak to podano w tablicy 8.2 i 3.

Tablica 8.2. Grupy i asortymenty kruszyw sztucznych

Symbol grupy	Grupa	Asortyment
A	Kruszywa z surowców mineralnych poddawanych obróbce termicznej	Keramzyt, glinoporyt
B	Kruszywa z odpadów przemysłowych poddawanych obróbce termicznej	Gralit, łupkoporyt, popiołoporyt, pumeks hutniczy, żużel granulowany
C	Kruszywa z odpadów przemysłowych nie poddawanych dodatkowej obróbce termicznej	Elporyt, łupkoporyt ze zwałów , żużel wielkopiecowy, żużle hutnicze, popiół lotny
D	Kruszywa organiczne	Kruszywa z tworzyw sztucznych

Tablica 8.3. Rodzaje i frakcje kruszyw sztucznych

Rodzaj	Frakcja - wymiary oczek Sit kontrolnych [mm]
		Ponad	Do
Drobne	2,0	2,0 4,0
Grube	4,0 8,0 16,0 31,5	8,0 16,0 31,5 63,0

W dotychczas realizowanych w budownictwie krajowym konstrukcjach monolitycznych decydujący udział mają betony zwykłe ( z wyjątkiem budynków jednorodzinnych). Kruszywa do betonu zwykłego powinny charakteryzować się stałością cech fizycznych i jednorodnością uziamienia (0,5-2mm)

8.9. RODZAJE URZĄDZEŃ FORMUJĄCYCH (DESKOWAŃ, RUSZTOWAŃ

Ze względu na wielokrotność użycia urządzenia formujące dzielą się na: na jednorazowe (pełne) i wielokrotnego użycia (powtarzalne). Deskowania pełne służą do wykonywania elementów budowli lub budowli o skomplikowanym kształcie. Deskowania wielokrotnego użycia stanowią układ tarcz powiązanych ze sobą specjalnymi łącznikami. Są ekonomiczni ej sze bowiem są używane wielokrotnie i szybko demontowane i montowane.

Z uwagi na wielkość elementów stosowanych w urządzeniach formujących dzieli się je na:

małowymiarowe i wielkowymiarowe.

Ze względu na sposób przemieszczania deskowań dzieli się je na: przesławne, przesuwne i ślizgowe.

Wyróżniamy więc między innymi następujące metody realizacji technologii m.b.b.

1. Tradycyjna metoda deskowań pełnych

2. Metoda małowymiarowych, płytowych rozbieralno-przestawnych urządzeń formujących

3. Metoda wielkowymiarowych, płytowych, rozbieralno-przestawnych urządzeń formujących

4. Metoda urządzeń formujących ślizgowych

5. Metoda przetaczanych urządzeń formujących.

Łącząc rodzaje kruszyw i urządzeń formujących możemy ściślej określić metodę realizacji

technologii monolitycznego bud. betonowego.

Niektóre systemów wymieniane wymiennie z nazwami urządzeń formujących

Deskowanie przesuwne typu Stolica (mała sztywność, utrudniona obróbka cieplna)

Deskowanie przesuwne typu SBM (COB-R BOW)

SB-75 ,tunelowe, rozbieralne - przestawne.

Deskowanie ślizgowe, USA, 1910 r), podnośniki śrubowe.

Deskowania ślizgowe z podnośnikami hydraulicznymi, (Szwecja 1940), Pręt niosący.

W Posce Ślizg -Rów, 1961 r.

Systemy związane z nazwami Firm

Śląsk, Acrow ZREMB (PL.), Lambert, PERI (F), Hunnebeck (D).

Dynamicznie rozwijającą swoje usługi na świecie jest firma PERI stosująca system deskowań i

rusztowań przesławnych (powtarzalnych) w budownictwie monolitycznym. Wielki sukces firmy w

udziale realizacji budownictwa monolitycznego polega na znacznym zmniejszeniu kosztów przy

wykonania deskowania. Podział kosztów przy wykonaniu konstrukcji monolitycznych metodą

deskowań pełnych ściany o grubości 30 cm kształtuje się w przybliżeniu następująco:

1. Robocizna przy betonowaniu 7,2%

2. Materiał, beton 29%

3. Materiał, deskowania, 10,7%

4. Robocizna przy deskowaniu 51 % (główny czynnik kosztów)

Na zmniejszeniu robocizny polega idea systemu PERI systemu deskowań powtarzalnych.

Główne części składowe systemu PERI to:

1. PERI MODUŁ - najlżejsze deskowanie stropów, jedna podpora 3 m², głowice opadowe

2. Dzwigarek PERI GT-24, Pasy drewniane o wymiarach 6*8 cm

3. PERI VARIO-ZUGFEST - dźwigarowy system deskowań ściennych z łącznikiem z otworami szczelinowymi,

4. PERI HANDSET - Deskowanie do montażu ręcznego z szybkomocującym zaciskiem „Clip", (deskowanie o małych wymiarach)

5. Technika wspinających rusztowań systemu ACB i ACS (oszczędza liczbę zakotwień i czas

wykonania deskowań)

O efektywności systemu decyduje kształt obiektu i rodzaj deskowań. Stosowane są standatrtow,

zmodyfikowane, specjalne, oraz substytuty rozwiązań.

Firma stara się wytworzyć własne zasady postępowania oparte na: racjonalizacji, rzetelności i

szybkich terminach dostaw deskowań i rusztowań. Podobnie Firma Thyssen Hunnebeck dysponuje swoimi elementami:

1. Deskowania małe -TEKKO

2. RASTO - deskowania średnie

3. MANTO - duże formy deskowania

4. Dźwigar DUO- (dwuteownik, półki drewniane, środnik ze sklejki)

---