Введение к работе
Диссертация, представленная в виде научного доклада, является научным обобщением опубликованных с 1997 г. по настоящее время работ автора по исследованию актуальных градостроительных проблем, разработке стальных и железобетонно- вантовых конструкций перекрытий и покрытий, технологий строительства многоэтажных большепролетных сооружений на опорах без сноса существующей застройки, устройства колодцевых фундаментов с высокой несущей способностью, технологий реконструкции старых зданий, а также опыта работы автора по созданию современной технологической базы руководимой им проектной организации, опыта конкретного проектирования нового строительства, обследования и реконструкции старых зданий
Работа выполнена в ООО "Фирма ИСТОКСтрой" и Национальной Системе научно-технической, инновационной и творческой деятельности молодежи России «Интеграция»
Актуальность работы Город изначально строился как система жизнеобеспечения его жителей Благополучие города определялось благополучием пешехода Однако в постиндустриальный период многое изменилось Концентрация населения, привлекаемого преимуществами города как экономического , промышленного и культурного центра, привела к возникновению мегаполисов и агломераций Возник ряд трудно разрешаемых проблем, рассмотренных в настоящей работе в градостроительном аспекте
Побудительная причина возникновения градостроительных проблем -дефицит жилья, офисов, гаражей, бытовой и социальной инфраструктуры шаговой доступности, высокая стоимость земли и отсутствие свободных площадей для строительства Автотранспортные проблемы - низкая скорость транспортного потока, пробки, аварии, отсутствие мест для парковки, транспортных развязок, разгрузочных автомагистралей вызваны теми же причинами Как следствие развития мегаполиса возникли экологические проблемы - промзоны в черте города, выхлопные газы, строительная грязь, пыль, бытовые и промыш-
4 ленные отходы, рост культурного слоя земли, деградация грунта, тепловое, климатическое и тектоническое воздействия города на окружающую среду -вот их краткий перечень Одновременно возникают социальные проблемы -снос жилья и отселение в не престижные районы, опасность техногенных катастроф и терактов, вырубка деревьев, застройка рекреационных зон и заповедников, прибрежных зон и пляжей, проблемы отдыха, преступности, молодежной и детской политики, инвалидов - здесь всего не охватишь
Все эти проблемы взаимосвязаны, взаимообусловлены, присущи всем мегаполисам планеты и в различной мере решаются их правительствами Москва не является исключением В ней решение градостроительных проблем идет в направлении сноса пятиэтажных зданий индустриальной застройки, вывода промышленных зон за черту города, идет высотное строительство, освоение подземных пространств, реконструкция кварталов, «почкование» города за пределы МКАД (например, Зеленоград, Жулебино), строительство 3-го транспортного кольца, намечено строительство 4-го транспортного кольца, жилищное строительство социального найма на территории Московской области, которая испытывает непомерную экологическую нагрузку от близости мегаполиса В настоящее время идет разработка и обсуждение стратегической программы развития г Москвы до 2025 года Будущее у г Москвы и Московской области видится общим - агломерация
В связи с изложенным задача поиска путей решения градостроительных проблем мегаполиса на примере г Москвы является своевременной и несомненно актуальной
Цель диссертации - изыскание экологически приемлемых путей решения градостроительных проблем развития мегаполиса без снижения качества жизни населения
Идея достижения цели диссертации заключается в разработке и создании адекватных строительных конструкций и технологий развития мегаполисов в условиях дефицита земли и экологических проблем
5 Объект исследований - теория и практика решения градостроительных проблем мегаполисов
Предмет исследований - технологии, методы и средства обеспечения устойчивости, надежности и долговечности строительных конструкций, проблемы мегаполисов и пути их решения Задачи исследований:
системный анализ комплекса градостроительных ( и связанных с ними) проблем мегаполиса,
иследование направлений решения комплекса проблем мегаполиса и поиск эффективных путей их решения,
исследование достижений строииндустрии, в том числе металлических и железобетонных конструкций и технологий их возведения,
разработка концепции и создание интегрирующей организации, способной к решению градостроительных проблем мегаполиса,
создание конструкторско-технологической базы для решения градостроительных проблем мегаполиса,
проверка надежности и устойчивости проектных решений и разработок в условиях конкретного строительства
Методы исследований. Для решения конкретных задач исследований , обеспечивающих достижение основной цели работы, использованы обзор, целевой анализ и обобщение литературных и фондовых источников , аналитические, расчетные, статистические методы, физическое и математическое моделирование, сравнительный анализ, проектная проработка, экспериментальные исследования, испытания, обследования и авторский надзор над состоянием строящихся или построенных зданий, конструкций, сооружений Новые понятия и термины, введенные автором и используемые в настоящей работе
автономное строительное освоение воздушного пространства над городом
(АСОВП) - строительство дополнительных городских территорий без на
рушения существующих, то есть над ними,
большепролетное многоярусное платформенное строительство на опорах,
столбовое строительство - строительство многоярусных платформ на опорах
в качестве дополнительных территорий для их использования в различных
целях, в том числе для одно- и многоэтажного строительства жилья. Здесь
платформа (столб) может иметь несколько ярусов, на каждом из которых
возможна индивидуальная или поэтажная застройка.
Основные научные положения диссертации, выносимые на защиту:
вертикальное надземное строительство с учетом компенсации произведенных изменений обеспечивает снижение его экологического (урбанистического, климатического, гравитационного, тектонического) воздействия на окружающую природную среду;
концентрация (сосредоточение) опасна, ее эффективность определяется достигнутым уровнем надежности (резервирования, деконцентрации);
автономное (без сноса существующих строений и нарушения территории )строительное освоение воздушного пространства над городом (АСОВП) позволяет эффективно решать градостроительные, транспортные, экологические, социальные и другие системно связанные с ними проблемы мегаполиса без снижения качества жизни населения,
основой АСОВП являются преднапряженно-армобетонные технологии большепролетного многоярусного платформенного строительства на опорах (ПБМПСО), включающие облегченные армокомпозито-вантовые ( например, армобетонно-вантовые, железобетонно-вантовые) перекрытия (покрытия), металлопокрытия, колодцевые свайные фундаменты с расширениями и другие достижения стройиндустрии;
достижения железобетонной стройиндустрии позволяют реализовать проекты АСОВП, что доказано практикой,
АСОВП снижает плотность населения на единицу площади основной (естественной) и дополнительно построенной (искусственной) городской территории за счет заполнения последней, кроме жилого фонда, инфраструктурой бытового, культурно-досугового, рекреационного назначения и шаговой
7 доступности, оставляя естественную территорию пешеходам, вело- и автотранспорту, памятникам культуры, заповедным ландшафтам и зеленым насаждениям Конкретное личное участие автора в получении результатов. В диссертации автором использованы собственные научные идеи и разработки Часть работ вьшолнена в соавторстве с Трофимовым В И, Ларионовым A.M., Весниным Б Г, Илленко К Н Асатряном В Г и другими. Автор благодарен своим соавторам и коллективу ООО «Фирма ИСТОКСтрой» за продуктивное сотрудничество, а также оказанную помощь и поддержку при подготовке настоящей диссертации
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций диссертации обеспечивается:
адекватностью выбранных методов исследований,
совпадением результатов расчетов и моделирования различными способами с результатами натурных испытаний металлических конструкций покрытий на стендах, а также испытаний железобетонных перекрытий в построечных условиях возведенных объектов,
достаточным для оценки достоверности выводов количеством экспериментального материала, результатов испытаний перекрытий и покрытий в условиях объектов, построенных по разработкам и с участием автора,
надежностью используемой технологической базы возглавляемой автором ООО «Фирма ИСТОКСтрой»,
многолетним (порядка 40 лет) опытом эффективной эксплуатации многопролетных зданий и сооружений из преднапряженньгх железобетонных конструкций (более 20), построенных в г Москве, других городах РФ, ближнего и дальнего зарубежья под руководством академика МАНЭБ К,Н Илленко, ныне главного конструктора ООО «Фирма ИСТОКСтрой»,
высокой профессиональной квалификацией Главных специалистов (главного инженера академика МАНЭБ Б Г Веснина и главного конструктора академика МАНЭБ К Н Илленко) и персонала ООО «Фирма ИСТОКСтрой»
8 Научная новизна диссертации заключается в разработке:
усовершенствованных конструкций структурных блоков из прокатных профилей с разреженной решеткой типа «Москва», покрытий и перекрытий типа «ИСТОКСтрой» и технологий их изготовления,
методики и в результатах комплексных экспериментальных исследований и расчетов структурных блоков и их элементов,
проектов строительства зданий и сооружений над существующими строе-
-ниями (ландшафтами) без их сноса, перерыва в эксплуатации, отселения жи
телей либо разрушения и - их реализации,
и системном анализе градостроительных проблем мегаполиса в увязке с экологическими, транспортными, социальными и другими проблемами;
концепции организации, способной к поиску решений проблем мегаполисов,
методов и технологий надстройки и реконструкции зданий без отселения жителей,
технологии подводного строительства в береговых зонах акваторий,
технологии строительства фундаментов с высокой несущей способностью при малом сечении,
технологии возведения каркасных зданий с натяжением арматуры в построечных условиях, в том числе без сцепления ее с бетоном,
метода и технологии предварительного натяжения арматуры с обжатием на бетон,
компенсационной концепции вертикального надземного строительства
Научное значение диссертации состоит в развитии теории решения градо
строительных проблем мегаполисов посредством автономного строительного
освоения воздушного пространства над городом без нарушения территории и
сноса существующей застройки, надежной технологической базой которого яв
ляются технологии преднапряженного армобетонного большепролетного мно
гоэтажного платформенного строительства на опорах, строительства фунда
ментов с высокой несущей способностью (большой площадью опоры на грунт)
9 и малым сечением, армобетоновантовых перекрытий Построенная таким автономным образом дополнительная городская территория заполняется строительными объемами различного назначения (жильем, инфраструктурой, спортивными, досуговыми объектами, автостоянками, зелеными насаждениями) из легких конструкций, освобождая тем самым основную территорию авто- и ве-лотранспорту, пешеходам, зеленым насаждениям, культурным памятникам. Надежная технологическая база создана под руководством и при непосредственном участии автора диссертации. Предлагаемое решение градостроительных проблем эффективно решает системно с ними связанные транспортные, экологические, социальные проблемы мегаполиса без снижения качества жизни его жителей Практическое значение диссертации состоит в том, что
внесен значительный вклад в научные представления о путях решения комплекса проблем мегаполиса;
разработана концепция и создана проектно-строительная организация ООО «Фирма ИСТОКСтрой» с надежной технологической базой для реализации этой цели,
созданы базовые легкие металлоконструкции покрытий и технологии их возведения,
разработаны железобетонно-вантовые перекрытия и покрытия и технология их возведения,
разработана серия проектов автономного строительного освоения воздушного пространства над городом, в том числе, над существующей застройкой, неудобьями различной сложности, авто - и железнодорожным полотном, заповедными ландшафтами и памятниками культуры и т п
разработаны технологии реконструкции старых зданий с заменой перекрытия на железобетонный без отселения жителей;
разработана технология прибрежного подводного строительства,
экспериментально доказана эффективность автономного строительного освоения воздушного пространства над городом.
10 Реализация результатов диссертации. Результаты исследований структурных конструкций из прокатных профилей с разреженной решеткой использованы при выпуске типового альбома «Стальные конструкции покрытий производственных зданий из прокатных профилей с разреженной решеткой 18 и 24м» (1987), разработке рабочих чертежей КМД «Структурные блоки «Москва» с разреженной решеткой пролетом 18 и 24м» (1987), в процессе серийного про-извоства этих конструкций Житомирским ЗОК Минмонтажспецстроя б УССР Всего построено на территории б СССР свыше миллиона кв м покрытий промышленных и гражданских зданий типа «Москва» в различных климатических и сейсмических условиях, что позволяет оценить их высокие эксплуатационные качества Конструкция металлических покрытий типа «ИСТОКСтрой» используется при строительстве складских терминалов из шпренгельных ферм с использованием прокатных профилей
Технологический фонд ООО «Фирма ИСТОКСтрой» используется в проектах и предложениях, перечень которых приведен в конце диссертации, а также в ряде построенных и строящихся по этим проектам зданий и сооружений, перечисленных в работе, например, многоэтажный большепролетный гараж-стоянка (г Москва, Жуков проезд, д 19), надстройка гаражей в Тропарево-Никулино (г Москва)
Апробация диссертации. Основные положения диссертации доложены и одобрены на конференциях молодых ученых и специалистов ЦНИИСК им Кучеренко (1990 и 1991 гг), 11 Всероссийской (Международной) конференции «Бетон и железобетон - пути развития» (2005г), научных семинарах ООО «Фирма ИСТОКСтрой», НИИЖБ», НС «Интеграция», Интернете Публикации. Основное содержание диссертации освещены в 8 печатных работах и изобретениях, 12 работах, опубликованных в Интернете (www Istokstroi / га), 7 научных и научно-технических разработках (фонды ООО «Фирма ИСТОКСтрой»), отражено в 6 заявках на изобретение, В 30 проектах и 28 обследованиях, выполненных ООО «Фирма ИСТОКСтрой» при непосредственном участии автора
