International Journal of Applied Exercise Physiology


International Journal of Applied Exercise Physiology


Download 24.32 Mb.
Pdf просмотр
bet8/176
Sana05.12.2019
Hajmi24.32 Mb.
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   176

International Journal of Applied Exercise Physiology    

www.ijaep.com

                                          VOL. 8 (2.1)

 

 



                 

 

 



52 

 

 

 



 

Painting  (2 layers) 

 

m

2



 

150 


Installation, dismantling of scaffolding 

 

m



2

 

50 



 

In total 

 

950 


 

 

 



International Journal of Applied Exercise Physiology    

www.ijaep.com

                                          VOL. 8 (2.1)

 

 



                 

 

 



53 

 

 

 



Table 2 - The cost of the work of installing the suspended ventilated façade  

Name of service 

Unit of 

measurement 

Cost, rub. 

Stainless steel 

sheet 

Metallic 



panel 

Composite 

Subsystem mounting  

 

m



2

 

500 



450 

400 


 

Vapour barrier  

 

m

2



 

80 


80 

80 


Insulation of laying 

 

m



2

 

150 



150 

150 


Installation of windscreen  

 

m



2

 

80 



80 

80 


Installation of facing  

 

m



2

 

200 



1110 

1115 


 

Covering of protruding 

parts, slopes 

rm 


250 

250 


250 

Installation, dismantling 

of scaffolding 

m

2



 

50 


50 

50 


Table 3 - The cost of materials for the installing of  "wet" facade of 200 m

The work performed 



Name of material 

Cost, rub.  

Attaching the insulation  

universal primer 

629 

glue 


329 

dowel 


1779 

Heat insulation layer 

polystyrene foam 

226 394 


mineral cotton 

2 059 794 

Base layer  

glue 


439 

facade reinforcement mesh 

2119 

PVC profile-drip with reinforcing mesh 



129 

plastic corner with mesh 

49 

window profile with mesh 



95 

Priming for decorative 

plaster 

primer “Primer” 

2199 

Decorative layer of plaster  



plaster 

 

mineral 



329 

silicate 

15 559 

Paint coating  



exterior paint 

 

acrylic  



2995 

polymer 


37 779 

In total  

Maximum  

237 485 


Minimum  

2 122 009  

 

According to Table 3, it can be seen that the minimum and maximum cost of materials for installing of 



a “wet” facade and suspended façade differ almost 9 times and 5 times appropriately. This cost difference 

depends on: 

- type of insulation material; 

- quality and composition of fasteners; 



International Journal of Applied Exercise Physiology    

www.ijaep.com

                                          VOL. 8 (2.1)

 

 



                 

 

 



54 

 

 

 



- type of material for the decorative layer (“wet” facade); 

- type of facing material.  

The  choice  of  cheap  materials  may  adversely  affect  the  operational  efficiency  of  the  facade  system, 

which will lead to the need to perform premature repairs and invest additional money.  Thus, in the long 

run, from an economic point of view, it is more advisable to use high quality, expensive materials [11].   

The minimum cost of a suspended façade differs from the cost of a “wet” facade in external insulation by 2 

times. This is due to the use of expensive cladding materials and metal fasteners.  

The use of stainless steel clamps, which are not susceptible to corrosion and increase the service life of the 

facade system, has a particularly noticeable effect on the total cost of the suspended ventilated facades.  

The  maximum  cost  of  a  “wet”  facade  in  terms  of  external  thermal  insulation  and  suspended  ventilated 

facades differ slightly due to the use of expensive polymeric and silicate materials for a “wet” facade, which 

are comparable to the prices of suspended ventilated facades materials.  

A separate component of facade systems is the cost of installation work, which is presented in Tables 1 and 

2. For suspended ventilated facades, this criterion is 1.5–2.3 times higher compared with the cost of work on 

the  construction  of  a  “wet”  facade.  This  is  due  to  the  complexity  of  the  work  and  time-consuming  when 

installing suspended ventilated facades because of the element-by-element manual assembly of all layers of 

the system.  

     The  analysis of  the  features of  the  external  thermal  insulation  of  structures  using  suspended  ventilated 

and “wet” facades showed the advantages and disadvantages of both systems.  To create a reliable, durable 

and  aesthetic  facade,  one  must  comply  with  the  requirements  of  the  relevant  regulatory  documents.  It  is 

necessary to consider the purpose of the building or structure being constructed, the climatic characteristics 

of the construction area. 

     Quality,  well-selected  materials  will  allow  to  avoid  adverse  effects  on  human  health,  as  well  as 

unforeseen financial costs.  



References 

1.  Ershov  M.N.,  Babiy  I.N.,  Meneylyuk  I.A.  Analysis  of  the  technological  features  of  the  application  of 

facade insulation systems // Technology and organization of construction production. - 2014. - № 4. - p. 

43–47. 


2.  The  technology  of  the  device  "wet  facade".  Advantages  and  disadvantages  /  A.A.  Ishutin,  I.G. 

Kuzmicheva, A.P. Ovchinnikov // Basic and applied scientific research: current issues, achievements and 

innovations: Coll. articles VII International. scientific-practical Conf.: 4 parts - 2017. - p. 207–209. 

3.  Rodin A.M. The origins and development of the suspended facade system // Reporter of civil engineers. 

- 2017. - № 3. - P. 54–56. 

4.  Obukhova A.A. Variations of facades in architecture // Scientific Journal. Reporter of the Magistracy.  - 

2015. - № 6–1 (45). - pp. 63–64. 

5.  Fire  hazard  of  the  suspended  facade  systems  /  I.R.  Khasanov,  I.S.  Molchadsky,  K.N.  Goltsov,  A.V. 

Pestritsky // Fire Safety. - 2016. - № 5. - p. 36–47. 

6.  Afanasyev,  A.A.,  Zhunin,  A.A.  Industrial  technology  of  construction  of  energy-efficient  enclosing 

structures // Technology and organization of construction production. - 2014. - № 2. - p. 28–30. 

7.  Tsykanovsky E.Yu. Problems of reliability, safety and durability of the bulk moulding compound during 

the construction of high-rise buildings // Construction Technologies. - 2018. - № 4. - p. 11–13. 

8.  Zhukov  A.D.  Technology  of  thermal  insulation  materials:  studies.  Part  1:  Thermal  insulation  materials. 

Production of thermal insulation materials / Mosc. State University of Civil Engineering - M., 2017. - 431 

p. 


9.  LLC “Facade-Perm” [Electronic resource]. - URL: http://www.fasad-perm.ru. 

10. LLC “Facia” [Electronic resource]. - URL: http://www.faciya.ru. 

11. Khlobystov  S.A.  The  advantage  of  ventilated  facades  in  the  economic  calculation  of  the  period  of 

operation // Reporter of modern science. - 2016. - № 11-1 (23). - pp. 49–56. 

 

 


International Journal of Applied Exercise Physiology    

www.ijaep.com

                                          VOL. 8 (2.1)

 

 



                 

 

 



55 

 

 

 



 

 

International Journal of Applied Exercise Physiology    

www.ijaep.com

                                          VOL. 8 (2.1)

 

 



                 

 

 



56 

 

 

 



Building of Dome Constructions in the Conditions of the Far North  

Kryukov Anton Alekseyevich

1



Anishchenko Irina Olegovna

2



Bartenev Dmitrii Dmitrievich

3



Akhtanin Evgeniy Vladimirovich

4



Yadykova Angelina Aleksandrovna

5



Arkhipov Valentin 

Romanovich

6



Grubov Igor Pavlovich

7



Bartenev Dmitrii Dmitrievich

8



Gladkov Alexander 

Alekseevich

9

 and 

Kirpichenkov Andrey Andreevich

10

 

1-10

 Moscow State University of Civil Engineering (MGSU) National Research University 

  Abstract 

One of the main prerequisites for the successful solution of capital construction problems is its further 

industrialization.  Existing  ideas about  the  construction  of  structures  made  of  monolithic  concrete  is based 

mainly on the experience of the construction of flatwork systems. The technology of a monolithic concrete 

dome can be considered as the construction and erection of permanent structures. The most common option 

is the arranging a monolithic dome with the use of pneumatic formwork. 

The  purpose  of  this  work  was  to  describe  the  method  of  using  pneumatic  formwork  systems  for  the 

construction of monolithic structures.  

The Russian Federation is increasing its presence in the Far North, and in its military doctrine considers the 

development of a rich mineral region - the Arctic to be a priority.  

This article discusses the construction technology of pre-fabricated dome structures in the conditions of the 

Far North, their advantages and disadvantages are assessed.  

The subject of the research is reinforced concrete dome structures and possible prospects for their use in the 

interests of the Ministry of Defense of the Russian Federation.  



Keywords: pneumatic formwork, dome, hemisphere, reinforced concrete, shotcreting, gunned concrete, the 

Far North, construction, dome structure, dome.  



Introduction 

Nowadays, modern technologies and building materials, which practically do not differ from bricks, 

are popular. One of these structures are spherical or domed houses.  

The use  of pneumatic forms allows,  in accordance  with  industrial requirements, to erect spatial structures 

from monolithic reinforced concrete. [2, p.37]  

Monolithic dome housing has the following advantages: 

 “Thanks  to  the  high-tech  construction,  the  monolithic  dome  house  is  built  quickly  and  does  not  require 

heavy construction equipment, which significantly reduces the cost of construction work.  

- Saving building materials is up to 20% at all stages of construction. 

- Spherical shape is energy saving system 

- Increased strength, which is due to a uniform distribution of the load on all points of the surface. 

In  accordance  with  the  technology  of  construction  of  monolithic  domed  houses,  at  the  initial  stage  of 

construction, the fundamental layer and the blind area are being prepared.  

The base layer consists of a sand cushion, waterproofing, reinforcement. As a heater, expanded clay cushion 

is used. The blind area, concrete, 800 mm wide, is part of the foundation. 

The process of building monolithic reinforced concrete structures is complex and consists of 

- installation of formwork system; 

- reinforcement work and installation of embedded parts; 

- laying and compaction of the concrete mix; 

- care of concrete (moistening - in the summer, warming - in the winter), set of stripping strength; 

- demoulding. 

After disintegration, a monolithic “stone wool” shell and shotcreting with a finishing layer are provided. 

The walls of the monolithic domed house consist of three layers: 

- monolithic concrete is 80 mm, its density is 2000 kg / m3 

- basalt wool is 100 mm, its density is 130 kg / m3 


International Journal of Applied Exercise Physiology    

www.ijaep.com

                                          VOL. 8 (2.1)

 

 



                 

 

 



57 

 

 

 



- finishing layer of shotcrete, concrete is 20 mm, its density is 2000 kg / m3 

In  accordance  with  the  construction  project,  window  and  door  blocks  are  mounted,  interior  and  finishing 

works, and engineering communications are carried out. 

The formwork system is made in the form of a flexible shell made of high-strength rubberized fabric 

with  a  thickness  of  0.3  ...  0.5  mm,  filled  with  compressed  air.  In  the  working  position,  the  formwork  is 

obtained due to excessive air pressure. When working with a pneumatic form, it is necessary to constantly 

maintain a working pressure of about 1.2 kPa. 

The air supply unit should operate in automatic  mode, the  pressure inside the formwork should be 

constantly  monitored  with  pressure  gauges.  For  the  passage  of  workers  under  the  shell  of  the  formwork 

entrance gateway with two tight-closing doors is arranged.  

Before  concreting,  its  surface  is  coated  with  emulsion  grease.  The  reinforcement  is  made  of  dispersed 

reinforced  fiberglass  or  from  a  meshwork.    Concrete  is  applied  by  spraying.  When  concrete  acquires  the 

design strength, the formwork is separated from concrete.  

Concrete mix is put with the pneumatic concrete installation, beginning from the bottom from the base up, 

to  the  lock,  on  zones and  on  full  constructive  height.  Workers  are  on  a  hydraulic  lift,  the  thickness  of  the 

spray layer is controlled by pre-installation on the formwork of special landmarks, showing the thickness of 

the structure.  

When  the  concrete  reaches  the  design  strength,  it  is  removed.  Initially,  the  internal  pressure  in  the 

system and the formwork is removed, then the fixing devices are removed. 

The  demoulding  of  structures  and  the  subsequent  maintenance  of  concrete  are  allowed  when  concrete 

reaches  70%  of  the  design  strength.  In  order  to  speed  up  the  process  of  hardening  of  concrete,  steam  or 

heated air is applied to the formwork. [1, p.20] 

The  Russian  Federation  has  been  increasing  its  presence  in  the  Far  North,  and  in  its  military  doctrine  it 

considers the development of a rich mineral region  - the Arctic to be a priority. Currently, there is no one 

doubts in the need to build up a military presence there, politicians of different levels openly speak about it. 

Thus,  opening  the  Arctic  drifting  station,  Dmitry  Rogozin  said  that  Russia  “must  come  to  the  Arctic  and 

make it its own,” and in turn this is impossible without the creation of large permanent military bases. 

The arctic bases under construction and currently being designed are built on a modular basis from modern, 

lightweight  and  convenient  materials.  However,  with  all  the  advantages  such  constructions  are  good  for 

scientific expeditions, and not as permanent strongholds of the Armed Forces of the Russian Federation. 

Thus,  the  main  useful  areas  are  located  above  ground  level,  which  undoubtedly  facilitates  the  design, 

construction  and  operation,  however,  in  the  event  of  a  military  conflict,  such  a  structure  is  extremely 

vulnerable  to  enemy  fire.  Moreover,  the  materials  from  which  the  modular  structures  are  made  do  not 

provide protection even from small weapons. 

The question naturally arises about finding new technological solutions for building military bases in 

the  conditions  of  the  Far  North.  One  of  the  solutions  to  the  problem  can  serve  as  pre-fabricated  domed 

reinforced  concrete  structures.  These  constructions  meet  all  the  basic  requirements  for  the  Arctic  military 

bases:  


1.  These constructions are prefabricated (the term of construction depends on the specific size of the dome); 

2.  The  main  production  processes  (after  inflation  of  the  pneumatic  formwork)  are  held  inside  the  dome, 

which facilitates the construction work; 

3.  The air injected into the pneumatic wall performs the function of heating the concrete; 

4.  Dome structures are more durable with less material intensity; 

5.  There is practically no wind load on the dome structures; 

6.  The snow load decreases due to the deflation of snow and the absence of snow bags; 

7.  The dome structure is devoid of vertical supports, and can block large spans, which provides an increase 

in the usable area of the exploited space. 

If  we  consider  the  dome  structures  (hemispheres)  in  terms  of  heat  efficiency,  then  in  a  regular 

quadrangular building, the heating capacity (or insulation thickness) should be 30% larger than the building 

in the form of a hemisphere with an equal useful area. 



International Journal of Applied Exercise Physiology    

www.ijaep.com

                                          VOL. 8 (2.1)

 

 



                 

 

 



58 

 

 

 



Accordingly, the operation of the building with the usual quadrangular shape leads to an increase in the cost 

of fuel and electricity by about 30% per year. 

Dome  shells  show  high  reliability,  durability  and  stability  in  conditions  of  extreme  geological  or  climatic 

activity. Possessing high aerodynamic characteristics, shells are resistant to wind effects and perceive wind 

speeds that would be critical for other structures.  

Dome-type  structures  can  work  excellently  in  areas of  high  seismicity,  due  to  their  relatively  low  weight, 

evenly distributed throughout the area, as well as high spatial rigidity.  

These indicators cause the high resistance of such elements to earthquakes of up to 7-8 points on the 

Richter  scale.  The  main  advantage  of  dome  structures is  their  low cost,  due  to  the  high  manufacturability 

and  low  operating  cost.  The  solidity  of  dome  structures  provides  a  high  degree  of  localization  of  dust, 

thereby reducing the cost of environmental protection measures. 

The  technology  of  construction  of  pre-fabricated  hemispheres  is  the  construction  of  buildings  using 

pneumatic formwork, lifting from the ground the entire structure, reinforcement, concrete in a liquid state.  

The foundation for a dome structure is designed depending on the loads taken, as well as the purpose of the 

structure. The most common and convenient are: the foundation in the form of a ring slab or the foundation 

in the form of a round solid slab (see Pic. 1). In the case of the use of the foundation in the form of a solid 

plate,  it  also  perceives  the  load  from  the  stored  material.  In  addition,  a  solid  slab  can  be  a  pile  grillage, 

forming the upper structure of the pile field.  

During  construction  in  the  Far  North,  as  well  as  for  convenience  and  speeding  up  production,  it  is 

reasonable to carry out a foundation slab of precast concrete blocks assembled on site. 

 

Picture 1. Base Plate 



Along  the  edge  of  the  foundation,  it  is  necessary  to  leave  the  reinforcement  for  which  the  external 

thread is cut, to simplify the fixing of the pneumatic formwork.  

However, when erecting small domes (the basis for long-term firing points, transition corridors, and so on), 

it is possible not to make releases from the foundation by fixing the pneumatic wall directly to the concrete 

with special screws with a bandage. 

In conjunction with the side outlets in the foundation of the dome, mandatory vertical outlets of the working 

reinforcement are made for the direct fastening of the rods of the bearing reinforced concrete shell. 

 

 



Picture 2. Pneumatic Formwork 

International Journal of Applied Exercise Physiology    

www.ijaep.com

                                          VOL. 8 (2.1)

 

 



                 

 

 



59 

 

 

 



A  pneumatic  formwork  (see  Pic.  2)  is  an  awning  made  of  special  reinforced  and  resin-impregnated 

fabric, corresponding to the size and shape of the future structure. The pneumatic formwork has a rope sewn 

into  the  loop,  which  provides  its  fasteners  to  the  foundation  around  the  entire  perimeter  of  the  future 

structure. In addition, it should have a sleeve through which, after air injection, people will have access, as 

well as a hose for connecting a powerful air injection system and for maintaining an overpressure inside the 

dome during the entire construction period. 

Everything  necessary  for  construction  work  is  laid  on  the  base  plate  inside  the  dome,  even  before  the 

pneumatic wall is filled with air.  

The pneumatic formwork itself is placed in the center of the structure, unfolds over the entire area and 

is  attached  to  the  pre-set  releases,  along  the  entire  perimeter  of  the  foundation.  Then  atmospheric  air  is 

injected into the mold. 

In order to avoid pressure drop and other unforeseen situations, the electric motor should be equipped with 

a dual drive system and automatic adjustment of the air supply. This will  instantly switch work to power 

from a diesel generator. In addition, if these structures have to be erected in close contact with the immediate 

enemy and the form will be damaged, the system should automatically increase the air supply, which will 

prevent the loss of stability of the form. 

As soon as the pneumatic formwork is filled with air and the internal pressure reaches the operating value, 

the air injection decreases. 

After that, the pneumatic supply is connected to the technological passage left in advance, thanks to 

which it becomes possible for builders to enter the shell for further work. From this point on, all construction 

work is performed inside the shell, which negates the impact of climate impacts. 

At the first stage of interior work, the first layer of a 2-component polyurethane mixture is applied on the 

inner surface of the pneumatic formwork (Picture 3). At the same time, the mixture itself (its components) is 

fed to the inside of the dome through hoses using a pump. 

 

Picture 3 - Thermal Insulation 



After hardening of the first layer of polyurethane, clamps are installed (on the surface of the foam over 

the entire area), to which the working reinforcement will be attached later. Then a second layer of insulation 

is applied, strengthening the fixing brackets. The heat-insulating polyurethane foam layer is: a reinforcing 

layer, due to which the form acquires comparative rigidity; it is used to install  the working reinforcement 

during reinforcement and subsequent shotcreting. 

The total thickness of the polyurethane foam layer depends on the terrain conditions and the purpose of the 

construction object. It can vary from 5 to 20 centimeters. 

After the polyurethane foam is cured, the first-level reinforcement is installed by fastening the rods to the 

retainers of the polyurethane layer (Picture 4). 

1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   176


Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2019
ma'muriyatiga murojaat qiling