Библиографическое описание:

Жуков А. Н. Сравнение способов усиления железобетонных консолей колонн по технико-экономическим показателям // Молодой ученый. — 2014. — №11. — С. 49-51.

Усиление — основное средство увеличения продолжительности эксплуатации конструкций, особенно при реконструкции. В некоторых случаях затраты на усиление могут достигать значительных размеров и поэтому перед проектировщиками ставится задача доказать его экономическую целесообразность. Только после определения стоимости материалов и трудоемкости усиления, а также продолжительности работ по усилению и времени остановок производства можно окончательно решить, надо ли строить новое сооружение или реконструировать старое.

Выбор эффективных способов усиления конструкций позволяет в кратчайший срок, без остановки производства или с минимальными перерывами выполнить работы по реконструкции с учетом условий эксплуатации.

Сравнение вариантов усиления производится по следующим показателям: масса элементов усиления; стоимость основных материалов, необходимых для усиления; трудоемкость и стоимость изготовления; трудоемкость и стоимость выполнения работ по усилению; потери прибыли из-за остановки производства на участке выполнения работ по усилению. Предметом исследования являются способы усиления железобетонных консолей колонн.

Технико-экономический анализ выполнен для следующих способов:

-              усиление затяжками;

-              бетонирование подконсольной части;

-              подведение под подкрановые балки новых стальных колонн;

-              способ, предложенный I.Tuns;

-              разработанные автором способы с использованием балансирных устройств и сталетрубобетонных обойм [1].

Расчёт материалоёмкости произведём для реальной консоли колонны, эксплуатирующейся на одной из ТЭЦ г.Пензы. В качестве критической силы выберем расчётную нагрузку на консоль, равную 82,6 т. Отметка уровня консоли +16.000 м, высота консоли 1,8 м.

Расчет трудоёмкости проведен в соответствии с ГЭСН № 46 — «Работы при реконструкции зданий и сооружений» [2] и ГЭСН № 13 — «Защита строительных конструкций и оборудования от коррозии» [3] (см. табл.1).

Таблица 1

Сводная таблица трудоемкости и стоимости выполнения выбранных способов усиления консолей колонн

Определитель

Затраты труда рабочих, чел/ч

Машины и механизмы, маш/ч

Оплата труда рабочих, руб.

Стоимость использования машин и механизмов, руб.

Усиление монолитными железобетонными обоймами (на 1м3)

98,38

2,82

773,28

147,87

Усиление железобетонных колонн стальными обоймами (на 1т)

50,13

12,36

423,1

53,47

Обетонирование металлических элементов, заполнением бетоном (на 1м3)

29,22

2,76

255,97

36,06

Усиление углепластиком (на 1м2)

20,31

3,5

210,21

29,28

Расчёт производился путем умножения объёма на соответствующий определитель. Для определения трудоёмкости способа подведения новых колонн под подкрановые балки [4] использовались данные из первоисточника. Расчёт носит приблизительный характер, так как для большинства рассматриваемых способов отсутствуют методики точного расчета и подбора поперечного сечения. Сводные данные по материалоёмкости и трудоёмкости представлены в таблице 2.          


Таблица 2

Технико-экономические показатели

Способ усиления

Расход металла, т

Расход бетона, м3

Трудоёмкость, чел–ч (маш–ч)

Остановка произ–водства

Дополнительные работы

Осложнения эксплуатации

Усиление консолей колонн преднапряжёнными затяжками

0,226

11,32 (2,8)

да

Выравнивание поверхностей для уголков, восстановление зоны опирания подкрановой балки

Периодическое восстановление величины преднапряжения арматуры

Бетонирование подконсольной части

0,17

4,36

428,94 (14,4)

да

Увеличение сечения колонны

Подведение под подкрановые балки новых стальных колонн

0,54

0,03

13,72 (2,82)

нет

Разборка пола до обреза фундамента, крепление стоек к фундаменту

Увеличение сечения колонны

Усиление углепластиком

Расход материала: эпоксидного клея — 14,18 кг, углеткани — 7,55 м2           

20,31 (3,5)

нет

Восстановление зоны опирания подкрановой балки

-

Способ усиления консолей, предложенный I.Tuns

0,248

12,43 (3,065)

да

Восстановление зоны опирания подкрановой балки

Возможны крены всей обоймы

Балансирные устройства (автор)

0,21

10,52 (2,6)

нет

Сталетрубобетонная обойма (автор)

0,241

0,21

18,21 (3,55)

нет


Анализ таблицы 2 показывает, что большинство способов соизмеримы как по материалоёмкости, так и по трудоемкости. Способы, предложенные автором, имеют приемлемую трудоёмкость, особенно это касается балансирных устройств. Способ восстановления работоспособности консолей колонн с использованием сталетрубобетонных обойм предполагает несколько большую трудоёмкость по сравнению с балансирными устройствами (за счет необходимости заполнения бетоном), которая компенсируется высокой прочностью при сопоставимых затратах стали на конструкции.

Предложенные автором способы не требуют выполнения дополнительных работ на стадии монтажа и последующей эксплуатации конструкции в отличие от остальных способов, имеющих ряд недостатков, поэтому они вносят коррективы в стоимость устройства и обслуживания конструкций.

Оценка стоимости выполнения существующих и предложенных автором способов усиления консолей колонн произведена в ценах по состоянию на начало 2014 года на основании расчёта материало- и трудоёмкости.

Оплата труда рабочих и стоимость использования машин и механизмов приняты в соответствии с выбранными определителями в таблице 1 по ТЕР № 13 «Защита строительных конструкций и оборудования от коррозии» [5] и ТЕР № 46 «Работы при реконструкции зданий и сооружений» [6].

Стоимость выполнения работ по единичным расценкам при перерасчете в цены 2014 года вычисляется путем умножения на коэффициент, равный 5 (по данным Регионального центра ценообразования в строительстве и промышленности строительных материалов по Пензенской области на январь 2014 года коэффициент перерасчета составляет от 5 до 5,5). Стоимость 1 тонны металла «в деле» (оплата выполнения работ с учетом стоимости материала) — 65000 рублей. Стоимость бетона класса В15–3900 рублей [7]. Стоимость усиления углепластиком состоит из стоимости углеткани и эпоксидного клея [1].

Сводный расчет стоимости выполнения существующих и предложенных автором способов усиления консолей железобетонных колонн представлен в таблице 3.


Таблица 3

Оценка стоимости выполнения способов усиления консолей колонн

Способ усиления

Стоимость металла «в деле», руб.

Стоимость бетона, руб.

Стоимость работ, кроме работ с металлоконструкциями, руб.

Стоимость использования машин и механизмов, руб.

Итого, руб.

Усиление консолей колонн преднапряжёнными затяжками

0,226*65000=14690

-

-

14690

Бетонирование подконсольной части

0,17*65000=11050

4,36*3900=17004

4,36*773,28*5=16857,5

4,36*147,87*5=3223,57

48135,07

Подведение под подкрановые балки новых стальных колонн

0,54*65000=35100

0,03*3900=117

0,03*255,97*5=38,4

0,03*36,06*5=5,4

35260,8

Способ усиления консолей, предложенный I.Tuns

0,248*65000=16120

-

-

16120

Углепластик

2,2*6,44*930+7,55*3066=36325

-

6,44*210,21*5=6768,76

6,44*29,28*5=942,82

44036,58

Балансирные устройства (автор)

0,21*65000=13650

-

-

13650

Сталетрубобетонная обойма (автор)

0,241*65000=15665

0,21*4648=976

0,21*255,97*5=268,79

0,21*36,06*5=37,86

16947,65


Анализ таблицы 3 показывает, что предложенный автором способ усиления консолей колон с помощью балансирных устройств требует наименьших финансовых затрат по сравнению с остальными способами. Усиления с помощью сталетрубобетонной обоймы соизмеримо по стоимости с выполнением усиления, предложенного I.Tuns, и усиления преднапряженными затяжками.

Таким образом, технико-экономический анализ показал, что материалоёмкость и трудоёмкость предложенных автором способов несколько меньше по сравнению с существующими методами, при этом дополнительные работы и осложнения эксплуатации отсутствуют. Стоимость выполнения существующих способов усиления консолей колонн в большинстве случаев превосходит стоимость выполнения предложенных автором способов в несколько раз.

Литература:

1.                  Нежданов К. К., Жуков А. Н. Восстановление работоспособности железобетонных консолей колонн: моногр. — Пенза: ПГУАС, 2014. — 156 с.

2.                  Государственные элементные сметные нормы на строительные работы. Сборник 46. Работы при реконструкции зданий и сооружений. — М.: Госстрой России, 2000. — 68 с.

3.                  Государственные элементные сметные нормы на строительные работы. Сборник 13. Защита строительных конструкции и оборудования от коррозии. — М.: Госстрой России, 2000. — 48 с.

4.                  Усиление консолей колонн дополнительной опорой [Электронный ресурс] URL: http://www.bntu–sf.com/?p=156 (дата обращения 26.05.11)

5.                  Территориальные единичные расценки на строительные работы. Сборник 13. Защита строительных конструкции и оборудования от коррозии. — М.: Госстрой России, 2000. — 24 с.

6.                  Территориальные единичные расценки на строительные работы. Сборник 46. Работы при реконструкции зданий и сооружений. — М.: Госстрой России, 2000. — 23 с.

7.                  Бетон-Пенза [Электронный ресурс] URL: http://beton-penza.ru/ (дата обращения 20.01.2014)

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle