Влияние прогрессивных видов бетона на армирование несущих конструкций зданий и сооружений

Введение

В современное строительное производство стремительно вводятся новые и совершенствуются уже известные материалы и технологии. С учетом всеобщей востребованности монолитно-каркасного строительства особое внимание уделяется новейшим видам арматуры и прогрессивным видам бетона. Они могут позволить применять необычные архитектурно-планировочные решения и снизить общую стоимость строительства объекта.

Объекты и методы исследования

Рассмотрим влияние высокопрочных бетонов на плиты перекрытия многоэтажного жилого дома в г. Шахты. Конструктивный остов здания решен с несущими монолитными железобетонными колоннами и горизонтальными дисками перекрытий в виде сплошных монолитных железобетонных безбалочных плит, опирающихся на несущие колонны.

Пространственная жесткость обеспечивается совместной работой не­сущих монолитных железобетонных стен и горизонтальных дисков перекрытий. Размещение ядра жесткости в виде стен лестнично-лифтового узла в центральной части здания позволило исключить значительные крутильных колебания. Ядро жесткости обеспечива­ет жесткость и устойчивость как в период возведения, так и в период эксплуата­ции здания. Благодаря замкнутому сечению ядро жесткости является самостоятельной пространственной конструкцией и при минимальном расходе материалов обеспечивает требуемую жесткость.

Модель здания создана в программном комплексе САПФИР, который в дальнейшим позволяет перевести физическую модель в расчетную и импортировать в Лира-САПР для расчета. Модель здания выполнена в соответствии с принятыми архитектурно-планировочными и конструктивными решениями. Колонны приняты переменного сечения:

• 1-5 этаж-400х400мм;
• 5-10 этаж-350х350;
• 10-15 этаж-300х300мм;
• плиты покрытия и перекрытия толщиной 200мм;
• диафрагма жесткости толщиной 400мм;
• фундаментная плита толщиной 1000мм.

Материал несущих конструкций здания-железобетон: бетон, продольная арматура А500, поперечная А240.

Рис. 1. Модель каркаса здания

Результаты перемещений удовлетворяют всем требованиям нормативных документов.

Результаты исследования

Чтобы оценить влияние прогрессивных видов бетона на несущие конструкции здания, был проведен сравнительный анализ площадей армирования плиты перекрытия типового этажа. Результаты приведены на рисунках 2 и 3.

Рис. 2. Результаты армирования (бетон В60)

Рис. 3. Результаты армирования (бетон В60)

Выводы

Сравнительный анализ результатов армирования показывает, что при данном типе конструктивного решения, применение прогрессивных видов бетона не оказывает значительного влияния на изменение площади армирования конструкции. В случае с бетоном класса В40 количество арматуры уменьшается на 1.98%

Рассчитана экономическая составляющая применения прогрессивных видов бетона. Несмотря на снижение расхода арматуры при повышении класса бетона, стоимость изделия не снижается. Это вызвано высокой стоимость одного кубического метра высокопрочного бетона.

1. Расчет и проектирование сборных железобетонных конструкций многоэтажного здания с применением ЭВМ: учебное пособие / В.Л. Щуцкий, В.А. Мурадян, С.В. Щуцкий; Донской государственный технический университет. – Ростов-на-Дону : ДГТУ, 2021. – 99 с.
2. СП 20.13330.2016. Нагрузки и воздействия.
3. САПФИР 2017. Учебное пособие. Бойченко В.В., Медведенко Д.В., Палиенко О.И., Шут А.А. Под ред. Академика РААСН, докт. техн. наук, проф. А.С. Городецкого. – К.: Издательство, 2017.– 130 с
4. Программный комплекс ЛИРА-САПР® 2013 Учебное пособие Городецкий Д.А., Барабаш М.С., Водопьянов Р.Ю., Титок В.П., Артамонова А.Е. Под редакцией академика РААСН Городецкого А.С. – К.–М.: Электронное издание, 2013г.