CC BY
102
НАУКОВ1 ДОСЛ1ДЖЕННЯ
УДК [692.5:624.012.4]:004.42
ВИЗНАЧЕННЯ РАЦ1ОНАЛЬНОГО МОНОЛ1ТНОГО ЗАЛ1ЗОБЕТОННОГО ПЕРЕКРИТТЯ ЗА ДОПОМОГОЮ ПК «МОНОМАХ 4.5»
М. В. Савицький, д. т. н., проф., А. М. Сотльняк, асис.,К. В. Погребняк, студ.
Ключовi слова: безбалкове безкаттельне монол1тне перекриття, ребристе перекриття з плитами, обпертими по контуру, техшко-економ^чне обгрунтування, витрати бетону, витрати арматури
Постановка проблеми. В останш роки новi будiвлi все бшьше вирiзняються новими архгтектурними формами. Це зумовлено тим, що е потреба у нових щкавих проектах. Люди хочуть перебувати все свое життя в будинках з полшшеними умовами, з бшьшою площею та нестандартними об'емно-планувальними ршеннями. Науково-технiчнi досягнення дозволяють вирiшити цi питання.
З кожним роком вартiсть земельних дiлянок у межах мюта лише зростае, тому доцшьно будувати багатоповерховi будiвлi. Пщ час проектування таких будiвель необхщно врахувати вид конструктивно! системи для забезпечення мщносп, надiйностi та кшьюсного показника корисно! площi.
Для багатоповерхових житлових будiвель застосовують переважно каркасш системи, в яких горизонтальне навантаження приймають вертикальнi дiафрагми, зв'язевi елементи або ядра жорсткосп. А каркас, що складаеться з колон та ригелiв разом iз плитами перекриття та покриття, приймае вертикальне навантаження.
Каркасш системи мають багато переваг, а саме: можливють зменшення навантаження вщ огороджувальних конструкцiй, варiативнiсть архтектурних форм, збiльшення площi примiщень та ш. Каркас може складатись як зi збiрних, так i з монол^них елементiв. Проектуючи такi будiвлi, особливу увагу придiляють типу перекриття, бо вш головним чином визначае економiчну ефективнiсть споруди.
Слiд зазначити, що перекриття, яке застосовують для надання архтектурно! виразностi будинку, монол^не. Завдяки цьому типу зведення перекриття можна влаштувати будь-яко! форми. 1снуе необхiднiсть аналiзувати декiлька можливих варiантiв монолiтного перекриття, щоб обрати бшьш економiчний. Така необхiднiсть зумовлена потребою в значних капiтальних вкладеннях.
Аналiз публiкацiй.Проаналiзувавши навчальний посiбник iз проектування в ПК «Мономах 4.2» [1], можна сказати, що в ньому наведеш шструкцл для кожного етапу проектування залiзобетонних конструкцiй. Iншi iснуючi статтi лише висвiтлюють новi можливосп програмного комплексу. А тема конкретних прикладiв варiантiв монолiтного перекриття та подальшого !х аналiзу пiсля розрахунку не порушуеться.
Метоюроботие вибiр ращонального монолiтного мiжповерхового перекриття шляхом порiвняння моделi фрагмента монолiтного безбалкового безкаштельного перекриття та ребристого перекриття з плитами обпертими по контуру в ПК «Мономах 4.2».
Для досягнення поставлено! метивиконували таю основш завдання:
1.Побудова розрахункових моделей фрагменту монолгтного безбалкового безкапiтельного перекриття та ребристого перекриття з плитами обпертими по контуру в ПК «Мономах 4.2».
2.Розрахунок перекриття методом кшцевих елеменпв.
3.Пiдбiр арматури для порiвнюваних варiантiв перекриття.
4.Порiвняння технiко-економiчних показникiв обох варiантiв.
Виклад матерiалу.В обох випадках каркас повнiстю монолiтний. Залiзобетонна плита армуеться бiля нижньо! та верхньо! граней. Пiд час розрахунку моделi плита перекриття дiлиться на кiнцевi елементи 500 х 500 мм.
Перший вариант. Безбалкове безкаттельне монол^не перекриття (рис. 1) — це суцшьна плита, обперта безпосередньо на колону. Конструкщя безбалкового перекриття складаеться iз залiзобетонних плит однаково! товщини, що спираються на колони постшного перерiзу. 4
№ 1 Ычень 2014
Залiзобетонне перекриття виконане з важкого бетону класу В20, армоване стержнями класу А400. Товщина плити прийнята 180 мм.
Рис.1. Безбалкове безкаттельне монолтне перекриття
Другий вариант. Для ребристого перекриття з плитами обпертими по контуру (рис. 2), опорою для плити слугують балки, розташовашв осях колон в обох напрямках i мають однакову висоту. Плита працюе на згин у двох напрямках. Вс елементи перекриття монолггно з'еднаш.
Конструкцп перекриття виконанi з важкого бетону класу В20, армоваш стержнями класу А400 та мають таю розмiри:
- плита перекриття товщиною 80 мм;
- балки з поперечним перерiзом 250 х 350 мм.
Рис. 2. Ребристе перекриття з плитами, обпертими по контуру
За результатами розрахунку плит по кожному варiанту було визначено кшьюсть арматури,необхщну для армування плит.
TexHÎK0-eK0H0MÎ4He обгрунтування BapiaHTiB конструктивних рiшень перекриття виконуеться на основГ поpiвняльного aнaлiзу витрат бетону та арматури, кошторисно1 вapтостi та трудомюткосп влаштування перекриття.
У тaблицi 1 наведено витрати бетону та арматури для конструктивних елеменпв монолпного безбалкового безкaпiтельного перекриття (в осях «4-7/Г-Д»).
Таблиця 1
Витрати бетону та арматури для конструктивних елемент1в монол1тного безбалкового безкаттельного перекриття
Конструктивний елемент Витрати бетону, м3 Витрати арматури, кг
Плита 2,88 196,9
У таблищ 2 наведено витрати бетону та арматури для конструктивних елеменпв монолггного ребристого перекриття з плитами обпертими по контуру (в осях «4-7/Г-Д»).
Таблиця 2
Витрати бетону та арматури для конструктивних елемент1в монол1тного ребристого перекриття з плитами, обпертими по контуру
Конструктивний елемент Витрати бетону, м3 Витрати арматури, кг
Плита 1,28 89,14
Балки 0,875 111,96
У таблищ 3 наведено технiко-економiчнi показники по кожному вapiaнту конструктивних ршень на перекриття з урахуванням кошторисно! вартост та трудомюткосп влаштування перекриття.
Таблиця 3
Техтко-економ!чт показники
Тип перекриття Витрати арматури, кг/ м2 Витрати бетону, м3/ м2 Вартютьулаштування поpiвнювaноï дшянки, грн. Трудомюткють, чол.-год.
Безбалкове 12,29 0,18 3189 17
Ребристе 21,55 0,135 2957 22
ПорГвнявши отримаш даш обох вapiaнтiв перекриття (табл.. 3), можна сказати, що для монолпно ребристого перекриття з плитами опертими по контуру, витрати бетону менш^ порГвняноГз безбалковим, але е суттево 6шьшГ витрати арматури. В той же час вартють улаштування поpiвнювaноï дшянки такого перекриття менша, а трудомюткють бiльшa.Анaлiз вapтостi витрат показав, що економiчнiшим вapiaнтом е монолiтне ребристе перекриття з плитами, обпертими по контуру.
Висновки. За допомогою ПК «Мономах 4.2»дуже зручно поpiвнювaти вapiaнти перекриття. У щй пpогpaмi можливо корегувати розрахункову модель, не створюючи новий файл.
ВИКОРИСТАНА Л1ТЕРАТУРА
1. Мономах 4.2. Примеры расчета и проектирования : учеб.пособ. / [С.В. Юсипенко, Л. Г. Батрак, Д.А. Городецкий, А.А. Лазарев, М.В. Лазнюк, А.А. Рассказов]. - К. : Факт, 2007. -292 с.
2. Бетонные и железобетонные конструкции: СНиП 2.03.01-84*. -М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985. - 79 с. - (нормативные документы строительной отрасли СССР)
3. Байков В. Н.Железобетонные конструкции: общий курс: учебн.[для студ. выс. учеб. зав.] /В.Н.Байков, Э.Е. Сигалов- 5-е изд., перераб. и доп.-М.: Стройиздат, 1991. - 767 с.
№ 1 cinera 2014
4. EeTOHHi Ta 3am3o6eTOHHÍ KOHCTpyKml mohohíthí : flEH fl. 2.2.6 - 99: c6. 6. - flep^6yg YKpaiHH. - K., 2000. - 69 c.
SUMMARY
Problem formulation.Last yearsnew buildings are increasingly remarkable for new architectural forms. It's because there is a need for new and interesting projects. People want to be whole their life in houses with improved conditions, with greater size and non-standard space-planning decisions.Scientific and technological advances can solve these issues.
Every year the value of land in the city is only growing, so it will be expedient to build a multistorey building.In the design of such buildings it should be taken into consideration the type of structural system to ensure the safety, reliability, and quantitative indicator of living space.
For multi-storey residential buildings mainly primarily skeleton system, in whichvertical aperture,braced elements or kernel hardness perceivethe horizontal load, are used. Framing consisting of columns and beams with floor slabs and covering perceives vertical load.
Frame systems have many advantages such as: the ability to reduce the burden by building envelopes, variety of architectural forms, increasing the area of the premises etc. The framework can consist of suchcollectingas monolithic elements.In the design of such buildings it pays special attention to the type of floor, because it mainly determines the economic efficiency of the building.
It should be noted that overlap, which is used for attaching architectural expression to the house are monolithic. Due to this type of construction ceiling can be erected any form. It's necessary to analyze ofseveral possible variantsof monolithic ceilings to choose more economical. Such necessityis caused byrequirement of large capital investments.
Analysis of publications.Having analyzed study guide on designing the PC «Monomakh 4.2» [1] we can say that there are instructions for each stage of the design of reinforced concrete structure. Other existing articles only highlight the new features of software system.A topic of specific examples of options monolithic ceilings and their subsequent analysis after the calculation is notinvolved.
The aim is the choice ofrational monolithic floor by comparing themodel of fragment of monolithic girderless ferro-concrete ceiling without capital and ridge ceiling with plates leaned on a contourin the PC Monomakh.
To achieve the goal the following main tasks solved:
1. Construction of calculation models of monolithic girderless ferro-concrete ceiling without capital and ridge ceiling with plates leaned on a contourfragments in the PC Monomakh.
2. Calculation ofoverlap by method of finite elements.
3. Selection of armature for being compared variants of overlap.
4. Comparison of technical and economic performance of both variants.
Conclusion. With PC MONOMAH it's very convenient to compare variants of overlap. This program may correct the estimated model without creating a new file.
REFERENCES
1. Monomax 4.2.Primery' raschyotaIproe'ktirivaniya : uchebnoeposobie/ [S. B. Yusipenko,L. G. Batrak,D. A. Gorodeczkij,A. A. Lazarev,M. V. Laznyuk, A. A. Rasskazov]. -K. : fakt, 2007. - 292s.
2. Betonny'eizhelezobetonny'ekonstrukczii : SNiP 2.03.01-84 *. - M. : CZITPGosstrojSSSR, 1985. - 79 p. - ( Normativny'edocumentyy' stroitelnojindustriiSSSR)
3. BajkovV. N. Zhelezobetonny'ekonstrukczii : Obshhijkurs : uchebn. [dlya stud. vy's. uch. zav.] / Bajkov V. N. Sigalov E. E. - 5-eizd., pererab. idop. - M. : Strojizdat, 1991. - 767 s.
4. Betonnitazhalizobetonnikonstruktsii monolitni : DBN D. 2.2.6 - 99 : sb. 6. -Derzhbud Ukrayiny'. - K., 2000. - 69 s.
