Оценка экономической эффективности сталежелезобетонной структурной плиты | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 3 октября, печатный экземпляр отправим 7 октября.

Опубликовать статью в журнале

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №4 (190) январь 2018 г.

Дата публикации: 28.01.2018

Статья просмотрена: 147 раз

Библиографическое описание:

Плужникова, Е. Н. Оценка экономической эффективности сталежелезобетонной структурной плиты / Е. Н. Плужникова, Ю. Н. Меняйло. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2018. — № 4 (190). — С. 38-42. — URL: https://moluch.ru/archive/190/48106/ (дата обращения: 20.09.2020).



Ключевые слова: сталежелезобетонные структурные конструкции, модальный анализ, экономическое сравнение, SCAD Office 21.

Сталежелезобетонные структурные конструкции широко применяются в строительстве при проектировании покрытий с пролетом между опорами больше 18м. Очень большое количество теоретических и экспериментальных исследований, архитектурных разработок и проведение строительных работ показали эффективность и экономичность таких конструкций. В данной статье приведено экономическое сравнение сталежелезобетонной структурной плиты и металлической фермы для пролета 36 м. Анализ проводился с применением программного комплекса SCAD Office 21. Жесткость элементов конструкций определялась на основе статического расчета на статистические нагрузки от постоянных и временных сил, принятых по СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия». В результате произведённого расчета выполнен подбор сечений и экономическое сравнение.

Для определения экономической эффективности сталежелезобетонной структурной плиты произведено следующее:

1. Произведен расчет и выбор оптимальной геометрической схемы для фермы из гнутых профилей.

2. Произведен расчет и выбор оптимальной геометрической схемы с применением сталежелезобетонной структурной плиты.

3. Сбор нагрузок выполнен по СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия».

Таблица 1

Сбор нагрузок

Наименование

Нормативная нагрузка,

Коэффициент надежности по нагрузке,

Расчетная нагрузка,

I. Пирог кровли

Гидроизоляционный ковер ср.= 0,015 м  =0,6 т/м3

0,009

1,2

0,011

Стяжка по сетке

ср.=0,04м  =1800 кг/м3

0,072

1,3

0,094

Утеплитель «Rockwool» плотность 50 кг/м3

0,010

1,2

0,012

II. Снеговая (Москва, 3 снег район)

0,128

1,4

0,180

III. Собственный вес (учтено расчётным комплексом)

-

-

-

IV. Нагрузка от плит покрытия (для варианта 1)

0,800

1,2

0,96

Вариант 1.

Расчет системы предполагается вести в два этапа: приближенный расчет (подбор сечений) и уточненный расчет (проверка и корректировка полученных характеристик)

На первом этапе требуется рассмотреть большое количество вариантов и определить наиболее рациональный с помощью прочностного расчета. Второй этап при уточнении сечений предполагается вести методом повторного расчет.

Геометрические размеры приведены на схеме:

Рис. 1. Геометрическая схема фермы

Сечения элементов представлены в таблице:

Таблица 2

Сечения элементов фермы

Конструктивный элемент

Группа унификации

Исходное сечение

Результат подбора

Нижний пояс

---

Стальные гнутые замкнутые сварные прямоугольные профили по ГОСТ 30245–2003 350x250x6

Стальные гнутые замкнутые сварные прямоугольные профили по ГОСТ 30245–2003 350x250x6

Верхний пояс

---

Стальные гнутые замкнутые сварные прямоугольные профили по ГОСТ 30245–2003 200x100x4.5

Стальные гнутые замкнутые сварные прямоугольные профили по ГОСТ 30245–2003 200x100x4.5

Раскосы

---

Стальные гнутые замкнутые сварные прямоугольные профили по ГОСТ 30245–2003 120x60x3.5

Стальные гнутые замкнутые сварные прямоугольные профили по ГОСТ 30245–2003 120x40x3.5

Рис. 2. Презентационная графика расчетной схемы фермы, смоделированной в программном комплексе SCAD Office 21

Рис. 3. Эпюра N

Рис. 4. Результаты подбора сечения металлопроката

Вариант 2.

Сталежелезобетонная структурная плита — это объединенная конструкция, образованная железобетонной плитой и стальной фермой. При отсутствии деформаций сдвига на контакте «сталь–бетон» продольные деформации по высоте сечения составной балки распределяются линейно и справедлива гипотеза плоских сечений. Такое допущение не может быть строго справедливым, так как при связях с любой степенью жесткости имеет место скольжение элементов, в результате чего диаграмма распределения деформаций прерывается на уровне контакта «сталь-бетон». Однако в используемых методах расчета сталежелезобетонных изгибаемых элементов этим пренебрегают.

При расчете структурной плиты в программном комплексе SCAD Office совместная работа монолитной железобетонной плиты с металлическими конструкциями замоделирована с помощью жестких узлов сопряжения железобетонных балок и металлических профилей.

Геометрические характеристики:

Рис. 5. Геометрическая схема пространственной фермы

Сечение наклонных элементов фермы — труба прямоугольная 100х4 по ГОСТ 30245–2003, длина элемента сечение нижнего пояса фермы — труба прямоугольная 180х8 по ГОСТ 30245–2003.

Перекрытие монолитное ребристое, толщина перекрытия hпер=80мм, сечение балок hбал=250х100мм, шаг в продольном и поперечном направлении 4000мм.

Для учета корректной работы монолитных балок заданы жесткие вставки.

Рис. 6. Геометрическая схема пространственной фермы

Рис. 7. Презентационная графика сталежелезобетонной структурной плиты, смоделированная в программном комплексе SCAD Office 21

Рис. 8. Результаты подбора сечения металлопроката

Рис. 9. Схема армирования ребристой плиты

Произведен расчет трудоемкости и материалоемкости, результаты сведены в таблицу.

Таблица 3

Экономическое сравнение

варианта

Наименование констр. элемента

Кол-во элементов

Расход бетона, м3

Расход стали, кг

Трудоемкость, чел.-дн.

Себестоимость, р.

на 1 элемент

Всего на яч.

на 1 элемент

Всего на яч.

на 1 элемент

Всего на яч.

на 1 элемент

Всего на этаж

1

Перекрытие с фермой из гнутых профилей

-

-

77,8

-

28717,5

-

29,89

-

91378,80

2

Перекрытие с сжб фермой

-

-

36,7

-

12524,64

-

35,57

-

74993,04

Анализ полученных данных выявил, что общая материалоемкость сталежелезобетонной структурной плиты ниже, чем при ферме из гнутых профилей, что компенсирует увеличенные трудозатраты на строительно-монтажные работы.

Литература:

1. СП 20.13330.2011. Нагрузки и воздействия / Минрегион России. — М., 2011.

2. Руководство по расчету зданий и сооружений на действие ветра / ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко. — М., 1978.

3. Справка SCAD Office 21.

Основные термины (генерируются автоматически): SCAD, сталежелезобетонная структурная плита, программный комплекс, экономическое сравнение, ГОСТ, профиль, геометрическая схема, оптимальная геометрическая схема, презентационная графика, пространственная ферма.


Ключевые слова

сталежелезобетонные структурные конструкции, модальный анализ, экономическое сравнение, SCAD Office 21

Похожие статьи

GeoGebra как средство решения стереометрических задач

Важно, чтобы ученик, глядя на плоский рисунок, мог вообразить это пространственное тело и

Она применима для демонстрации как алгебраических, так и геометрических понятий и законов.

Сравнительный анализ численного решения задач оптимального управления.

Применимость программного комплекса SCAD для расчета...

Гляков М. Ю., Агеев С. М., Капустин Д. И. Применимость программного комплекса SCAD для расчета

Расчетом должны быть проверены все возможные схемы разрушений отдельных элементов.

Ферма ФПП6–18–1. Плита покрытия ПНС-1. Стеновая панель.

Расчет многорядных соединений на вклеенных шайбах...

2. Экономическая эффективность проектирования в комплексе Аllplan по сравнению с существующими CAD-системами [Текст] / М. В. Арискин [и

Основные термины (генерируются автоматически): SCAD, программный комплекс, расчетная схема, напряжение, ANSYS...

Создание цифровой геологической модели для уточнения...

В структурном плане залежи продуктивных пластов относятся к пластовому типу.

Для этого рассчитываются несколько кубов параметров объемов: геометрического объема ячейки, эффективного объема ячейки, порового объема ячейки объема углеводородов в пластовых...

Наглядная геометрия | Статья в журнале «Школьная педагогика»

Выделение особого “интуитивного” пропедевтического курса геометрии, нацеленного на укрепление и совершенствование системы геометрических

– развивать пространственное воображение, глазомер; – развивать творческие способности

Сравнение углов наложением.

Сталежелезобетонные перекрытия по профилированному...

Рис. 1. Монолитная сталежелезобетонная плита, армированная профилированным стальным настилом.

Профили из оцинкованной стали толщиной 0,7–1,5 мм изготавливаются по ГОСТ 14198–80* «Сталь тонколистовая оцинкованная с непрерывной линией.

Метод структурного и параметрического синтеза и анализа...

Детализируется структурная схема модели. Например, распределенный подвод охлаждающего воздуха с детализацией характеристик турбины.

Имея некоторый критерий оптимальности параметров объекта , решается задача отыскания оптимальной структуры моделируемого...

Сопряжение пластинчатых элементов по шарнирной схеме

Использование вычислительных программных комплексов играют первостепенную роль в развитии методик расчёта [1], а так же экономической эффективности проектирования [2]. Однако при их использовании могут возникнуть ряд проблем...

Вычисление статистических показателей с использованием...

Геометрический смысл основных моментов нормального распределения.

Рис. 9. Схемы блоков для вычисления статистических показателей в Matlab/Simulink. В результате моделирования получаются значения (рис. 10), совпадающие со значениями, полученными при...

Похожие статьи

GeoGebra как средство решения стереометрических задач

Важно, чтобы ученик, глядя на плоский рисунок, мог вообразить это пространственное тело и

Она применима для демонстрации как алгебраических, так и геометрических понятий и законов.

Сравнительный анализ численного решения задач оптимального управления.

Применимость программного комплекса SCAD для расчета...

Гляков М. Ю., Агеев С. М., Капустин Д. И. Применимость программного комплекса SCAD для расчета

Расчетом должны быть проверены все возможные схемы разрушений отдельных элементов.

Ферма ФПП6–18–1. Плита покрытия ПНС-1. Стеновая панель.

Расчет многорядных соединений на вклеенных шайбах...

2. Экономическая эффективность проектирования в комплексе Аllplan по сравнению с существующими CAD-системами [Текст] / М. В. Арискин [и

Основные термины (генерируются автоматически): SCAD, программный комплекс, расчетная схема, напряжение, ANSYS...

Создание цифровой геологической модели для уточнения...

В структурном плане залежи продуктивных пластов относятся к пластовому типу.

Для этого рассчитываются несколько кубов параметров объемов: геометрического объема ячейки, эффективного объема ячейки, порового объема ячейки объема углеводородов в пластовых...

Наглядная геометрия | Статья в журнале «Школьная педагогика»

Выделение особого “интуитивного” пропедевтического курса геометрии, нацеленного на укрепление и совершенствование системы геометрических

– развивать пространственное воображение, глазомер; – развивать творческие способности

Сравнение углов наложением.

Сталежелезобетонные перекрытия по профилированному...

Рис. 1. Монолитная сталежелезобетонная плита, армированная профилированным стальным настилом.

Профили из оцинкованной стали толщиной 0,7–1,5 мм изготавливаются по ГОСТ 14198–80* «Сталь тонколистовая оцинкованная с непрерывной линией.

Метод структурного и параметрического синтеза и анализа...

Детализируется структурная схема модели. Например, распределенный подвод охлаждающего воздуха с детализацией характеристик турбины.

Имея некоторый критерий оптимальности параметров объекта , решается задача отыскания оптимальной структуры моделируемого...

Сопряжение пластинчатых элементов по шарнирной схеме

Использование вычислительных программных комплексов играют первостепенную роль в развитии методик расчёта [1], а так же экономической эффективности проектирования [2]. Однако при их использовании могут возникнуть ряд проблем...

Вычисление статистических показателей с использованием...

Геометрический смысл основных моментов нормального распределения.

Рис. 9. Схемы блоков для вычисления статистических показателей в Matlab/Simulink. В результате моделирования получаются значения (рис. 10), совпадающие со значениями, полученными при...

Задать вопрос